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鰭から肢への形態進化を駆動した上皮細胞形態変化の3D解析

Publicly Offered Research

Project AreaDiscovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms
Project/Area Number 18H04756
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

田村 宏治  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70261550)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords細胞形態 / 形態進化 / 鰭 / 四肢
Outline of Annual Research Achievements

脊椎動物において対鰭が四肢へと進化した過程で、鰭の鰭条外骨格がなくなる代わりに四肢では内骨格が発達して肢のすべての骨格要素をつくるようになったが、この対鰭と四肢の形態の違いは、AER からAF へという上皮構造の形態変化が鰭原基のみで起こることに起因する可能性がある。本研究は、AER-AF 転換と名付けたこの上皮形態の変化がどのように生じ、その変化が鰭と四肢の形態差にどのように関与するかを明らかにすることを目的とし、これにより、細胞形態変化メカニズムが形態進化を駆動している可能性を検討するために行われた。
先進ゲノム解析研究推進プラットフォーム(先端ゲノム支援)からの支援を得て行ったAER-AF転換前からAF形成期に至る各鰭発生段階の鰭原基におけるトランスクリプトーム解析(RNA-seq)の結果が得られたことから、発生段階の進行に伴う遺伝子発現の変化をもとに、とくにAER-AF転換期に発現する遺伝子の中で、魚類特異的な遺伝子を複数同定した。それらの遺伝子をAER-AF転換に関わる候補遺伝子として、whole mount in situ hybridizationによる発現解析を行った。その結果、いくつかの候補遺伝子がこの時期の鰭原基で領域特異的に発現していることを確認した。また、CRISPR-Cas9システムを用いた遺伝子機能解析を行うため、CRISPR-Cas9システムの立ち上げを行い、候補遺伝子の解析を現在行っている。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Regrowth of zebrafish caudal fin regeneration is determined by the amputated length2020

    • Author(s)
      Uemoto Toshiaki、Abe Gembu、Tamura Koji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-57533-6

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PLZF is a new substrate of CRBN with thalidomide and 5-hydroxythalidomide2020

    • Author(s)
      Yamanaka Satoshi、Murai Hidetaka、Saito Daisuke、Abe Gembu、Tokunaga Etsuko、Iwasaki Takahiro、Takahashi Hirotaka、Takeda Hiroyuki、Suzuki Takayuki、Shibata Norio、Tamura Koji、Sawasaki Tatsuya
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2020.02.28.969071

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Pattern of fin rays along the antero-posterior axis based on their connection to distal radials2019

    • Author(s)
      Hamada Hiroki、Uemoto Toshiaki、Tanaka Yoshitaka、Honda Yuki、Kitajima Keiichi、Umeda Tetsuya、Kawakami Atsushi、Shinya Minori、Kawakami Koichi、Tamura Koji、Abe Gembu
    • Journal Title

      Zoological Letters

      Volume: 5 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s40851-019-0145-z

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Homeobox code model of heterodont tooth in mammals revised2019

    • Author(s)
      Wakamatsu Yoshio、Egawa Shiro、Terashita Yukari、Kawasaki Hiroshi、Tamura Koji、Suzuki Kunihiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 12865-12865

    • DOI

      10.1038/s41598-019-49116-x

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Evolutionary Cell Biology (Evo-Cello) for transition into walking limbs. (鰭から四肢への進化に対する進化細胞生物学的考察)2019

    • Author(s)
      田村宏治, 田中祥貴, 梅田哲也, 工藤栄大, 米井小百合, 阿部玄武
    • Organizer
      the 52nd annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists (JSDB), cosponsored by the Asia Pacific Developmental Biology Network (APDBN)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鰭の発生に関わる魚類特異的遺伝子の探索と解析2019

    • Author(s)
      工藤栄大, 米井小百合, 牧野能士, 阿部玄武, 田村宏治
    • Organizer
      日本動物学会・令和元年度東北支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼブラフィッシュにおける四肢再生2019

    • Author(s)
      吉田渓悟, 植本俊明, 阿部玄武, 田村宏治
    • Organizer
      第二回再生学異分野融合研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 鰭から四肢への進化に関わった魚類・四足動物特異的遺伝子の探索2019

    • Author(s)
      工藤栄大, 米井小百合, 牧野能士, 阿部玄武, 田村宏治
    • Organizer
      日本動物学会 第90回 大阪大会 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Developmental mechanisms change for morphological transition from midline single to paired bilateral status in ventral fins2018

    • Author(s)
      阿部玄武、太田欽也、田村宏治
    • Organizer
      第70回日本細胞生物学会第51回日本発生生物学会合同大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evolutionary developmental relationship between paired and ventral median fins; Perspective from the twin-tail morphology2018

    • Author(s)
      阿部玄武、梅田哲也、田村宏治
    • Organizer
      第24回小型魚類研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 四肢・鰭再生における位置記憶2018

    • Author(s)
      吉田渓悟、植本俊明、阿部玄武、田村宏治
    • Organizer
      再生学異分野融合研究会(第1回)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼブラフィッシュTwin-tail変異体を用いた左右対称な有対尾ヒレ形態を作るための発生学的機構の解析2018

    • Author(s)
      阿部玄武、太田欣也、田村宏治
    • Organizer
      日本動物学会第89回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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