Polymorphism in the symmetries of gastric pouch arrangements in the sea anemone Diadumene lineata
| Project/Area Number |
22KJ3132
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| Project/Area Number (Other) |
21J01349 (2021-2022)
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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 (2021-2022) |
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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 | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Sarper Safiye Esra 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | タテジマイソギンチャク / 無性生殖 / 対称性 / 放射相称 / 左右相称 / 刺胞動物 / 発生進化 / 再生 / 分節構造 / 形態 |
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| Outline of Research at the Start |
動物の対称性はボディープランの基礎をなし、器官配置に現れる最も基本的な形質である。動物は単純な放射相称の動物から複雑な左右相称の動物に進化したと考えられてきた。しかし、対称性が多様化する機構はまだ解明されていない。本研究ではタテジマイソギンチャクにおいて放射相称と左右相称個体の混在を発見した。そこで、タテジマイソギンチャクを使い、対称性が多様化する機構を探る。器官配置の際に放射相称と左右相称の個体を比較し、多様な対称性出現の背景を探る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はタテジマイソギンチャクにおいて放射相称と左右相称個体の混在を発見した。本研究ではタテジマイソギンチャクを使い、対称性が多様化する機構を探っている。タテジマイソギンチャクは主に欠片化（親体から一部分が切除されること）による無性生殖で増え、その欠片からの再生過程で器官の再配置を行う。この再配置の機構が発生プログラムに転用され対称性多様化の起源となった可能性がある。タテジマイソギンチャクにMgCl2の一時的投与により、無性生殖の誘導に成功した。切除後の個体再生過程の器官配置を解析した。そのため胃袋、口、管溝が生じる時空間パターンを顕微鏡下でライブ観察する（反口側；Keyence顕微鏡、口側；Zeiss顕微鏡）系を構築した。その結果、以下の知見を得た。切除された欠片は、まず仮の分節構造を含む再生組織を形成する。その後、仮の分節構造から胃袋配置のパターニング（仮の分節構造が赤い蛍光タンパク質を持つ1 次胃袋、2次胃袋、管溝胃袋になる）が行われる。新たな管溝胃袋が切除した欠片の真逆に、すなわち再生組織の中心にできる。その後、新たにできた管溝胃袋の周囲から1 次胃袋と2次胃袋は逐次的に生じる。これは、新たに出来た管溝胃袋が胃袋配置を調節することを示唆する。最終的には切除した胃袋の親個体でのアイデンティティ（１次胃袋か2次胃袋か）が再生過程を得た子個体で保存されていた。これからは、切除した胃袋依存的に再生過程が進むことが示唆される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
タテジマイソギンチャクの再生過程の期間は個体ごとにばらついており、1ヵ月から3ヵ月かかる個体が存在している。そのため、複数個体の再生過程解析が当初の予定よりやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
異なる胃袋配置を含む欠片の再生過程を定量的に比較解析し、胃袋配置ルールを解明する。これらの結果をまとめて、我々の数理モデル（Sarper 他 2021）を拡張し、多様な対称性が出現する機構を明らかにする。さらに、数理モデルの有効性を検証するために、再生途中の欠片の単離実験を行う。例えば 、管溝胃袋が他の胃袋の配置を調節するならば 、再生途中で管溝胃袋を単離すると、１次と２次胃袋の配置が変化すると予想される。これらの単離実験に基づきモデルの改良を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
