らせん卵割型発生における発生システム浮動の分子背景の解明

Research Project

Project/Area Number	23K05873
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	守野孔明筑波大学, 生命環境系, 助教 (20763733)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	らせん卵割型発生 / 発生システム浮動 / 軟体動物 / 転写因子 / 遺伝子制御ネットワーク
Outline of Research at the Start	新たなボディプランを生むような大規模な進化にはその前段階として重要な発生経路における多くの変異の蓄積が必要となるが、発生を崩壊させずにそうした蓄積を許容する機構は不明である。軟体・環形動物門を含むらせん卵割動物の初期発生の特徴として、卵割期における各割球の発生運命の保存が知られる。一方、卵割初期に各割球で発現する転写因子は必ずしも保存されていないことが明らかになりつつある。本研究では軟体・環形動物を用い、初期発生期の割球ごとの転写因子発現プロファイルの網羅的な比較と、それらの転写因子の機能解析を行い、割球の発生運命の保存に反しその背景の分子機構がダイナミックに変化する仕組みの解明を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では軟体・環形動物を用い、初期発生期の割球ごとの転写因子発現プロファイルの網羅的な比較と、それらの転写因子の機能解析を行い、割球の発生運命の保存に反しその背景の分子機構がダイナミックに変化する仕組みの解明を目指す。本年度は、(1) 軟体動物 (クサイロアオガイ、マガキ、ヒザラガイの一種)及び環形動物 (ヤッコカンザシ、チマキゴカイ)の解析済みもしくは公共データを用いた初期発生トランスクリプトームの比較解析を進めた。その結果、解析した軟体動物・環形動物のいずれの種においても、卵割期において発現開始する転写因子はらせん卵割動物で獲得された転写因子が多いこと、また、種間の共通性が低いことが明瞭化された。並行して、主にクサイロアオガイにおける卵割期の1細胞トランスクリプトームのための細胞解離の条件検討を進めた。(2) また、クサイロアオガイにおいて転写因子の機能解析を進め、種を超えて共通に発現する遺伝子、系統特異的に発現する遺伝子のいずれも初期発生において必須のはたらきを持つものがあることがわかってきた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 機能解析等は進んでいる一方で、卵割期における細胞解離が、他の発生段階で機能した方法ではうまく起こらず、そのため年度内に1細胞トランスクリプトームの解析を遂行できなかったことから、やや遅れていると判断した。
Strategy for Future Research Activity	クサイロアオガイにおける細胞解離の条件検討と1細胞トランスクリプトーム実験の実施を優先して行う。機能解析については、予定通り種ごとに発現パターンが異なる転写因子についての過剰発現実験を進めていく。