2019 Fiscal Year Annual Research Report
脊索動物胚発生の分子発生システムゆらぎ測定と進化的保存性
| Project Area | Evolutionary theory for constrained and directional diversities |
|---|
| Project/Area Number |
17H06387
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
入江 直樹 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10536121)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上坂 将弘 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, 研究員 (20756499)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
|
| Keywords | 進化発生生物学 / 反復説 / 砂時計モデル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
動物のボディプランは、５億年以上前のカンブリア爆発期あるいはそれ以前に成立してから大きく変更された形跡がなく、強固に保存されてきた。このように進化的に強固に保存された形質は、系統慣性、あるいは系統拘束といった概念で説明されることが多く、進化しにくい性質があると予想されている。しかし、実際にそうした形質を進化的な多様化から拘束する何らかの仕組みがあるのか、あるいは単に適応的な形質だったために保存されたのか、それとも偶然の産物として保存されているのかについては明らかになっていない。
各動物門のボディプランが保存されている理由として、発生砂時計モデルは発生過程の保存された器官形成期が保存されることに起因するとしており、近年の独立した複数の研究がこのモデルを支持している。すでに胚致死による負の選択圧ではこの器官形成期の保存性が説明できないことを明らかにしており、本課題では頑健性という観点に着目して研究を行っている。今年度は、メダカ近交系を用いた器官形成期の揺らぎを測定し、発生初期や後期よりも揺らぎが小さいことを明らかにした。これは、揺らぎ応答理論によって予測される進化的保存と合致するものであり、ボディプラン形成期の発生システムが頑健であるという推測とも合致するものである。現在、進化実験により揺らぎと保存の前後関係推定を進めている他、この揺らぎの小ささの要因を探っている段階である。また、器官形成期以降に多様化する仕組みとして、遺伝子制御システムの多様化が背景にある可能性も昨年度報告しており、この具体的な進化メカニズムについても当初計画と関連が深いことから研究を進めることとする。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画内容通りに進展していることに加え、発生過程の後期で多様化する仕組みも明らかになりつつあるなど、十分に研究が進んでいる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナ感染症の拡大により、実験が思うように進んでいない状況にある。
当初計画に加え、情報解析のみで行えることを進めるなどして、目標達成を目指す。
|
