2018 Fiscal Year Research-status Report
変態期ヒラメで左右非対称に発現する遺伝子群の単離と甲状腺ホルモン制御機構の解明（国際共同研究強化）
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15KK0272
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
横井 勇人 東北大学, 農学研究科, 助教 (40569729)
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| Project Period (FY) |
2016 – 2019
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| Keywords | 異体類 / ヒラメ / 変態 / 左右非対称化 / トランスクリプトーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒラメやカレイなど異体類は、左右対称な仔魚として発生した後、変態期に眼の移動と有眼側の色素胞分化により、左右非対称な成魚の体制へと移行する。ヒラメなど水産重要種では種苗生産が行われているが、人工飼育下では変態の異常が発生して問題となっている。本研究は変態の分子メカニズムを理解することにより、増養殖の高効率化を目指している。スペインでも水産増養殖が盛んに行われているが、異体類の養殖では体色異常や骨格異常が発生して問題となっている。
海外共同研究者のMatthias Carl博士はゼブラフィッシュの左右軸分化について顕著な成果を上げており、本共同研究ではヒラメの左右非対称化についてモデル生物を用いて解析することを計画していたが、ドイツ・ハイデルベルグ大学からイタリア・トレント大学に異動したため、一部の実験計画に乱れが生じた。Carl博士が開発した間脳の左右を判別可能なGFPゼブラフィッシュを使用して、発現解析を行う左右軸の撹乱サンプルを得ることができたが、実験魚飼養施設の整備が遅れていることから、サンプル数に問題が残った。バルセロナ大学のCristian Canestro博士は体制が単純な脊索動物オタマボヤの円柱を研究している。異体類の変態を制御する甲状腺ホルモンは、円柱の相同器官で生成されることから、単純な体制のオタマボヤで甲状腺ホルモンシグナリングについて、オタマボヤのゲノム情報を参考にしてオタマボヤが進化的に喪失／維持してきた甲状腺ホルモンシグナルネットワークについて解析した。また最近開発した遺伝子導入システムを見学することができた。Rotllant博士は大西洋イシビラメ（ターボット）をモデルとし、骨格と色素胞分化の研究を行っている。ゲノム情報を利用してヒラメの遺伝子のターボットオーソログを単離し、Rotllant博士の背腹軸／有眼側・無眼側RNAサンプルを使用してqPCRにより遺伝子発現を定量的に解析することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
国際共同研究者の一人、Carl博士はドイツ・ハイデルベルグ大学からイタリア・トレント大学に移動した。移動先で計画されていた実験魚の飼育施設の建設が予算都合により延期され、当初予定していた研究計画の一部を実行できなかった。一方で、Rotllant博士は本研究とは独立に変態期のエピゲノム解析を始めており、新たなデータは本研究の解析およびその考察にとても重要であることが予測されるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ほとんどの実験計画は、予定通りに実施できているが、Carl博士の研究室で実施予定だったゼブラフィッシュ初期胚に関する実験は、左右軸に関する表現型を再現できる処理条件を日本で試行し、代替実験を検討している。Rotllant博士が実施しているエピゲノムに関する解析は、データを入手できたら、これまでに実施したRNA-seq解析の結果と合わせて、発生タイミングおよび変態タイミングを考慮してデータを再スクリーニングし、必要に応じて、クローニングおよび発現解析等を行なう。
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