2015 Fiscal Year Annual Research Report
発生時系列ゲノム情報展開から目指す脊索動物胚進化の一般則解明
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15H05603
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
入江 直樹 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10536121)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 進化 / 発生 / バイオインフォマティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、「系統発生と個体発生の関係性解明」という長年の古典問題に対して、最新の技 術を駆使した大量情報測定・解析を行うことで、検証可能な議論へと持ち込むことを目指すものである。個体発生は動物のからだづくりの基本であり、その進化的法則性について現象論をまず理解しようという狙いがある。
具体的には、近年の研究から支持を集めている発生砂時計モデルの適用範囲検証と胚の進化的保存性の定量化を行う。発生砂時計モデルは、ボディプランを規定する器官形成期が保存されているとする仮説であり、現在脊椎動物内では成立することが我々のグループを含め複数の研究により確認されている。これが、脊索動物門にまで広がるのか、あるいは棘皮動物などさらに広い動物群を含む動物種にまで拡張できるかを検証する。
脊椎動物胚に関する遺伝子発現情報はすでに得ているため、平成２７年度は比較対象となる棘皮動物のウミシダゲノムを対象とした。特に、遺伝子発現情報解析にはゲノム情報が重要となるので、その解読を目指した。現在、得られた高精度のDNAをもとにlong insert mate-pair libraryの構築を進めている。加えて、２８年度以降の計画に沿って、ウミシダ及びナメクジウオの全胚由来遺伝子発現プロファイルの取得も並行して進めており、ナメクジウオに関しては、初期胚から成体までの12の発生段階、ウミシダに関しては後期胚の一部のサンプリングを残すのみとなった。ともに生物学的反復サンプルを含む全胚由来RNAをHiseqシステムを用いたRNAseqにより遺伝子発現情報を同定する予定である。
また、本課題遂行は東京大学臨海実験所、NBRP、台湾中央研究院、BGI、PICBの研究者と連携しながら進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ウミシダのサンプリングシーズンは非常に限られており、産卵数や産卵時期に大きく影響を受けるが、27年度は非常に幸運なことに多くの産卵があったこと、そして共同研究機関からの多大な貢献があったため、当初の計画以上に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成 28 年度を通して、ウミシダ、ナメクジウオの全胚由来遺伝子発現情報に加え、一部脊椎動物の遺伝子発現プロファイル取得を行う(大半の脊索動物の遺伝子発現プロファイルは取得済みであるが、後期胚まで十分 にカバーした発生段階ではなかったりするため)。合計約 112 サンプル(各サンプル 3000 万リード前後、生物学的反復2以上)の RNAseq を、申請者が所属する専攻所有の超並列シーケンサーHiseq200 にて行い、コンソーシアム内にて共有、解析を進める。
胚のサイズが小さすぎるため十分量のRNAを抽出できない場合もありえる。この場合は、QUARTZseqなど、信頼できる方法によりRNAを増幅するなどして対処することとする。
ウミシダのゲノム配列解読については引き続きlong insert ライブラリの構築と配列解析を進める。
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