呼吸器官形成から解明する等脚目甲殻類の陸上進出機構
| Project/Area Number |
22KJ1032
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| Project/Area Number (Other) |
22J20990 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
乾 直人 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 陸上進出 / 呼吸器官 / 器官形成 / 形態進化 / 附属肢 / 等脚目 / 甲殻類 / 節足動物 |
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| Outline of Research at the Start |
ダンゴムシやワラジムシなどの等脚目ワラジムシ亜目の甲殻類は、甲殻類としては特異に陸上で多様化し繁栄した一群である。本群の一部の種が持つ空気呼吸器官は、生息する場所に応じて種ごとに様々な形態を持つことが知られている。本研究ではこの呼吸器官を陸上進出に伴う形質進化のモデルと捉え、空気呼吸器官の獲得メカニズムを解明する。まず発生学実験のモデル種であるワラジムシを用いて空気呼吸器官の形成過程の記載および分子機構の解析を行い、次に他系統の等脚類と相互に比較することで器官の進化過程を考察する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸生等脚類の呼吸器官は生息環境に応じて種ごとに様々な形態をとり、陸上進出に伴う形質進化の格好のモデルとなり得る。本研究では呼吸器官の進化過程を解明するため、モデル種ワラジムシを用いた呼吸器官の分子発生学的研究(研究1)と、他種のワラジムシ類との比較形態・発生学的研究(研究2)を並行して進めている。今年度研究1については、まずモデル種の呼吸器官形成過程を記載した論文を国際誌(Arthropod Structure & Development誌)にて発表することができた。また、呼吸器官形成に関わる遺伝子を特定するための組織間の比較RNA-seq解析についても、微量組織からのRNA抽出・精製を行い、シーケンス結果を得ることに成功した。しかし、一部サンプルで結果が得られず、今後追加解析が必要となっている。さらに、in situ hybridization法による遺伝子発現局在解析についても実験方法の検討を行い、予備的な結果が得られた。研究2については、海岸性種との比較の他、琉球列島において新たな比較対象となるNagurus属の種を採集することができた。これらの呼吸器官の形成過程について走査型電子顕微鏡による形態観察および切片作成による組織学的観察を行った。また、得られた種の一部についてはマーカーとなる遺伝子の一部配列を決定し、分子系統解析を行った。他種においても、モデル種ワラジムシと同様に空気呼吸器官は後胚発生の過程で形成されたが、その時期に種ごとに違いが認められた。これらの成果の一部は、日本プランクトン・日本ベントス学会合同大会にて発表した。さらに、他種においてもトランスクリプトーム解析を行い、遺伝子カタログの作成に一部成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた研究1における比較RNA-seq解析、研究2における他種の採集・観察を概ね想定通り行うことができたほか、今後のため遺伝子発現局在解析の予備実験を行い、実験方法をある程度確立することができた。また、年度内に研究の前提となる1報の論文を発表することができた。当初は比較RNA-seq解析の完遂し、呼吸器官形成に関わる遺伝子を特定することを予定していたが、一部サンプルのシーケンス失敗に伴い追加解析が必要となってしまった。しかし、追加解析については翌年度すぐにやり直し、完遂できる見込みである。これらの状況を踏まえ、概ね計画通り進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究1については、前年度の補完となる比較RNA-seq解析の追加サンプルの解析を行い、呼吸器官形成に関わる遺伝子を特定する。その後得られた候補遺伝子について、in situ hybridization法または免疫染色により詳細な遺伝子発現部位を特定する他、RNAi法により候補遺伝子の機能解析を試みる。研究2については、得られた比較種について形態形成過程の観察を論文にまとめるとともに、研究1の候補遺伝子のオルソログを探索し、モデル種と同様に発現解析を行うことを試みる。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
