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軟体動物割球特異化機構を題材にした発生システム浮動の方向性と制約の解明

Publicly Offered Research

Project AreaEvolutionary theory for constrained and directional diversities
Project/Area Number 18H04812
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

守野 孔明  筑波大学, 生命環境系, 助教 (20763733)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords発生システム浮動 / 発生拘束 / 系統特異的転写因子 / 軟体動物 / らせん卵割型発生 / 進化方向性 / 初期発生
Outline of Annual Research Achievements

保存されたらせん卵割型発生を示す腹足類3種(カサガイ類クサイロアオガイ・ヨメガカサおよび古腹足類クロアワビ)を用いて、(1)初期発生期の転写因子発現プロファイルにどれほどの相違があるか、(2)発現プロファイルの差異に新規遺伝子群がどのように寄与するか、を明らかにすることを目指し、以下の成果をあげた。
<割球特異化機構における発生システム浮動の観察>カルテットごとのトランスクリプトームにより、クサイロアオガイ16細胞期において約20の転写因子がいずれかのカルテット特異的に発現することを解明した。更に、トランスクリプトーム解析とISH法により、クロアワビではそれらの転写因子群のうち半分ほどしか発現が保存されておらず、カサガイ類ヨメガカサにおいても、複数の遺伝子の発現パターンは異なることを明らかにした。以上より、発生パターンが保存されていても、発生経路には多くの変異が蓄積しうることを明らかにした。
<発生システム浮動を許容する発生システムについての仮説>上記のアプローチにより、カサガイ2種の16細胞期に、それぞれのカルテット系列で4-10と多数の転写因子群が発現していることが明らかになった。さらに、多数の転写因子群が発現している細胞系譜で発現プロファイルが変更されやすい傾向を見出した。このことから、冗長性が発生システム浮動を駆動する、という仮説を提唱するに至った。
<クサイロアオガイのゲノム解析の進行>本研究で着目する系統特異的転写因子は進化の過程で数を増減させやすく、冗長性を解明するためには各種での遺伝子数の把握が重要である。そこで、新学術領域の大規模解析支援を受け、基礎生物学研究所の重信教授との共同研究のもとにクサイロアオガイのゲノムシーケンスを行なった。このデータをもとにドラフトゲノムおよび遺伝子モデルの構築を行う。

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 2019 2018

All Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results)

  • [Presentation] Developmental system drift of blastomere fate specification mechanism in spiralian development2019

    • Author(s)
      守野孔明、和田洋
    • Organizer
      日本発生生物学会第52回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] らせん卵割型発生における割球運命の保存性をもたらす発生システム2019

    • Author(s)
      守野孔明、和田洋
    • Organizer
      日本進化学会第21回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒラムシ卵割期の遺伝子発現解析から探るらせん卵割型発生の進化2019

    • Author(s)
      佐藤啓輔、和田洋、守野孔明
    • Organizer
      日本動物学会第90回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] らせん卵割型発生における割球運命特異化機構の進化と発生システム浮動2019

    • Author(s)
      守野孔明、和田洋
    • Organizer
      日本動物学会第90回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒラムシの分子発生実験系の構築-らせん卵割型発生の進化史の解明に向けて-2019

    • Author(s)
      佐藤啓輔、和田洋、守野孔明
    • Organizer
      日本動物学会関東支部 第71回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Expansion of lineage-specific homeobox genes and the evolution of spiralian development2018

    • Author(s)
      Yoshiaki Morino, Hiroshi Wada
    • Organizer
      第70回細胞生物学会・第51回発生生物学会合同大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolution of the spiralian development: insights from lineage specific homeobox genes2018

    • Author(s)
      Yoshiaki Morino, Hiroshi Wada
    • Organizer
      7th Meeting of the European Society for European Developmental Biology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 冠輪動物の割球特異化機構における発生システム浮動2018

    • Author(s)
      守野孔明、和田洋
    • Organizer
      日本進化学会第20回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Lineage specific expansion of homeobox genes and evolution of spiralian development2018

    • Author(s)
      Yoshiaki Morino, Hiroshi Wada
    • Organizer
      Developmental Biology of the Sea Urchin XXV
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] らせん卵割型発生の割球運命分配機構と進化2018

    • Author(s)
      守野孔明
    • Organizer
      日本動物学会 第89回代替大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Increased number of spiralian TALE homeobox genes in bivalve lineage and evolution of cell fate segregation program in the early development2018

    • Author(s)
      Supanat Phuangphong, Jumpei Tsunoda, Hiroshi Wada, Yoshiaki Morino
    • Organizer
      第70回細胞生物学会・第51回発生生物学会合同大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] The increasing of spiralian TALE homeobox gene number and the modification of cell fate segregation pattern in bivalve early development2018

    • Author(s)
      Supanat Phuangphong, Jumpei Tsunoda, Hiroshi Wada, Yoshiaki Morino
    • Organizer
      日本動物学会 第89回代替大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

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

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