2018 Fiscal Year Annual Research Report
Genomic basis of evolution of the complex central nervous system and its associated sensory organs of vertebrates
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16H04724
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
日下部 岳広 甲南大学, 理工学部, 教授 (40280862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 穣 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323646)
中井 謙太 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60217643)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ホヤ / メダカ / 脳 / 感覚器 / プラコード / 神経堤 / 進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ホヤ幼生の脳内光受容器である眼点は脊椎動物の眼と同じタイプの視細胞と光受容体タンパク質（オプシン）をもち、脊椎動物の眼と相同な器官と考えられる。ホヤの単純な眼点に対し、脊椎動物の眼は多様で特殊化した細胞から構成される精緻で複雑な器官である。光受容器の複雑さの獲得過程とその制御機構の解明を目指し、ホヤと脊椎動物のそれぞれについて、光受容器の発生の制御機構に関する解析を行った。前年度までに明らかにしたホヤ眼点の細胞系譜、細胞分裂パターンの制御による眼盃の形態形成機構、転写因子群のダイナミックな発現による眼点視細胞の発生機構について、論文を公表した。さらに、ホヤ眼点を構成する細胞のうち、唯一、特異的分子マーカーがなく細胞系譜や発生機構が不明であったレンズ細胞について、特異的に発現する遺伝子を同定し、特異的抗体を作製した。これは、ホヤの脳および感覚器の発生機構を完全に解明し、脊椎動物脳の進化の理解を深める上で、重要な進展と考えられる。また、前年に引き続き、脊椎動物モデルとしてメダカを用いて、視細胞の多様性を制御する因子の機能解析を行った。これらの因子はホヤゲノムには見出されず、脊椎動物の眼の複雑化に寄与した可能性が示唆された。
脊椎動物視床下部ニューロンとの相同性が指摘されているホヤ幼生の脳内細胞群について、単離した細胞を用いた遺伝子発現の網羅的な解析（シングルセル・トランスクリプトーム解析）を行った。得られたデータにより細胞分化を制御する転写調節因子を予測し、胚の遺伝子機能操作による実験検証を行い、遺伝子調節ネットワークを明らかし、論文を公表した。また、シングルセル・トランスクリプトーム解析を、脊索動物の中軸構造の遺伝子調節機構に適用し、その進化に関する新しい知見を得た。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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