| Project/Area Number |
21K20676
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0703:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University (2022)
Osaka City University (2021) |
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Principal Investigator |
Takeshi Ito 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 特任助教 (10908429)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 精子 / 受精様式 / 精子競争 / RNA seqence / カジカ科魚類 / 体内受精 / 体外受精 / 海産カジカ / 交尾 / RNA sequence |
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| Outline of Research at the Start |
体外受精から体内受精への進化は、脊椎動物が水圏から陸上へ進出するための極めて重要なイベントである。しかし、哺乳類はみな体内受精、カエルはほぼみな体外受精というように、受精様式の違いは系統的な制約が強く、精子形質の進化を促進する生態的・分子的要因を明らかにした研究は殆どない。
近縁種に異なる受精様式をもつ海産カジカ科魚類をモデルとし、繁殖様式の進化によって精子の分子基盤がどのように進化したか、精子の形態や運動性の違いがどのような機能的意義を持つのかを明らかにすることを目的とする。また、海産カジカ科魚類以外にも、少数ではあるが近縁種に異なる受精様式を持つ魚類がいるため、同様に分析を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study revealed that sperm heads elongate during the evolution of internal fertilization in marine sculpin of both North American and Japanese species groups, which differ in phylogeny. To clarify the adaptive role of the elongated head, we analyzed sperm motility in solutions with different viscosities and found no evidence of head elongation in response to viscosity. On the other hand, in closely related species, sperm motility differed greatly between external fertilization and internal fertilization, with amplitude motility in externally fertilizing species and rotational motility in internally fertilizing species. In addition, the RNA sequences of sperm of Artedius, a genus which contain both externally and internally fertilizing species, allowed us to select candidate genes whose expression levels differed depending on the type of fertilization mode
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで、精子の構成成分や受精そのものに関する研究は多くなされてきた。しかしながら、受精に至るまでの過程での精子の適応進化については見過ごされてきた。本研究は、進化生態学の観点から精子の適応進化を明らかにしただけでなく、精子形態の違いを機能面からも検証した研究である。そのため、複合的な視点から精子の適応機構を捉えることができた点で、学術的意義がある。加えて、RNA seqenceにより体外受精から体内受精種へ進化する際に発現量が変化した遺伝子の候補を選出することができた。これらの遺伝子を調べ体内受精に必要な要素を明らかにすることで、将来的に薬学への応用が期待できる。
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