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2016 Fiscal Year Annual Research Report

脊椎動物の上陸に伴う四肢での細胞死システムの確立

Research Project

Project/Area Number 16H04828
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田中 幹子  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (40376950)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 越智 陽城  山形大学, 医学部, 准教授 (00505787)
岡部 正隆  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (10300716)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords進化発生
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、肢芽の特定の領域がプログラム細胞死により取り除かれることが知られている羊膜類ニワトリ胚と肢芽での細胞死が報告されていないアフリカツメガエルをはじめとする両生類の幼生を題材に、肢芽でのプログラム細胞死システムの獲得機構を明らかにすることを目的とした。
この目的で、平成28 年度は、(1) ニワトリ胚の肢芽、及び (2) アフリカツメガエル幼生の肢芽において、細胞死が確認できる領域の特定を試みた。さらに、細胞死領域の中で ROS が検出される領域を特定し、細胞死領域の相関関係を調べた。複数のステージのニワトリ胚で調べたところ、すでに報告されている肢芽の細胞死領域である AER(Apical Ectodermal Ridge)、ANZ(anterior necrotic zone)、PNZ(posterior necrotic zone)、OP(opaque patch)のすべての領域で細胞死が確認され、それらの領域で高濃度の ROS も検出されることが確認できた。また、(2) アフリカツメガエルについては、すでに報告されている通り、間充織細胞の指間領域では細胞死は検出されなかった。そこで、(3) アフリカツメガエル幼生の肢芽において、四肢のプログラム細胞死経路がどこまで確立しているかを検証するために、各種マーカーを用いて比較発現解析を行った。その結果、ニワトリ胚の間充織細胞の指間領域で細胞死を制御することが知られる各種マーカー遺伝子がアフリカツメガエル幼生の肢芽で発現していることが確認された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本申請課題では、平成28 年度には、(1) ニワトリ胚の肢芽、及び (2) アフリカツメガエル幼生の肢芽における細胞死領域の特定を行うこと、及び (3) アフリカツメガエル幼生の肢芽において、四肢のプログラム細胞死経路がどこまで確立しているかを検証するために、各種マーカーを用いた発現解析を行うことを、研究計画として提案していた。
平成28年度には、提案していた計画をすべて実行し、(1) ニワトリ胚の肢芽では、すでに報告されている肢芽の細胞死領域である AER(Apical Ectodermal Ridge)、ANZ(anterior necrotic zone)、PNZ(posterior necrotic zone)、OP(opaque patch)のすべての領域で細胞死を確認し、それらの領域で高濃度の ROS も検出されることを確認した。また、(2) アフリカツメガエル幼生の肢芽については、過去の報告通り、指間領域における細胞死は検出されないことを確認した。さらに、(3) アフリカツメガエル幼生の肢芽において、各種マーカーを用いた比較発現解析により、細胞死経路がどこまで確立されているかを検証し、用いたマーカー全てが、アフリカツメガエル幼生の肢芽の指間領域で発現していることを確認した。このように、平成28年度は、当初の計画をすべて実行し、成果を得ることができたので、概ね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度は、当初の計画通りに順調に研究が進展したので、平成29年度以降も、研究計画に従って、研究を推進する予定である。

  • Research Products

    (25 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 5 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Asymmetrically reduced expression of hand1 homeologs involving a single nucleotide substitution in a cis-regulatory element.2017

    • Author(s)
      Ochi H., Suzuki N, Kawaguchi A, Ogino H
    • Journal Title

      Developmental Biology

      Volume: 425 Pages: 152-160

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2017.03.021

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fins into limbs: autopod acquisition and anterior elements reduction by modifying gene networks involving 5’Hox, Gli3 and Shh.2016

    • Author(s)
      Mikiko Tanaka
    • Journal Title

      Developmental Biology

      Volume: 413 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2016.03.007

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The fin to limb transition as the re-organisation of a Turing pattern.2016

    • Author(s)
      Koh Onimaru, Luciano Marcon, Marco Musy, Mikiko Tanaka, James Sharpe
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 7 Pages: Article#11582

    • DOI

      10.1038/ncomms11582

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Developmental mechanism of limb field specification along the anterior-posterior axis during vertebrate evolution2016

    • Author(s)
      Mikiko Tanaka
    • Journal Title

      Journal of Developmental Biology

      Volume: 4 Pages: Article#18

    • DOI

      10.3390/jdb4020018

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome evolution in the allotetraploid frog Xenopus laevis.2016

    • Author(s)
      Session AM., Uno Y., Kwon T., ……Ochi H., (74名中15番目)……Fujiyama A., *Harland RM., *Taira M., *Rokhsar DS.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 538 Pages: 336-343

    • DOI

      10.1038/nature19840

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The pectoral fin muscles of the coelacanth Latimeria chalumnae; Functional and evolutionary implications for the fin-to-limb transition and subsequent evolution of tetrapods.2016

    • Author(s)
      Miyake T, Kumamoto M, Iwata M, Sato R, Okabe M, Koie H, Kumai N, Fujii K, Matsuzaki K, Nakamura C, Yamauchi S, Yoshida K, Yoshimura K, Komoda A, Uyeno T, Abe Y.
    • Journal Title

      Anat Rec.

      Volume: 299 Pages: 1203-23

    • DOI

      10.1002/ar.23392

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 真骨魚類胚の予定腹鰭細胞の位置情報の記憶のメカニズム2017

    • Author(s)
      Hilda Mardiana Pratiwi、植田 翔悟、田中 幹子
    • Organizer
      日本動物学会第69 回関東支部大会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2017-03-20
  • [Presentation] ニワトリ胚の肢芽の細胞死における FGF シグナル経路の解析2017

    • Author(s)
      西森千華、Ingrid Cordeiro、椛嶋佳央梨、田中幹子
    • Organizer
      日本動物学会第69 回関東支部大会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2017-03-20
  • [Presentation] 両生類のゲノム情報を利用したゲノム倍化後の遺伝子発現調節メカニズムの進化の研究2016

    • Author(s)
      越智陽城
    • Organizer
      次世代モデル生物におけるゲノム情報利用ワークショップ
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所
    • Year and Date
      2016-12-15 – 2016-12-16
    • Invited
  • [Presentation] 本当にオモロイ生き物の分子生物学2016

    • Author(s)
      岡部正隆
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-12-01
    • Invited
  • [Presentation] Investigation of apoptosis in amphibian limbs2016

    • Author(s)
      Kaori Kabashima, Ingrid Cordeiro, Keijiro Munakata, Haruki Ochi, Mikiko Tanaka
    • Organizer
      The 22nd International Congress of Zoology and the 87th meeting of the Zoological Society of Japan
    • Place of Presentation
      Okinawa
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanism of the rostral shift of pelvic fins among teleost fishes2016

    • Author(s)
      Takaya Watanabe, Hiroki Kaneko, Yuki Nakatani, Reiko Yu,Koji Fujimura, Mikiko Tanaka
    • Organizer
      The 22nd International Congress of Zoology and the 87th meeting of the Zoological Society of Japan
    • Place of Presentation
      Okinawa
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The origin of appendicular muscles: perspectives from the catshark2016

    • Author(s)
      Eri Okamoto, Rie Kusakabe, Shigehiro Kuraku, Susumu Hyodo, Koh Onimaru, Shigeru Kuratani, Mikiko Tanaka
    • Organizer
      The 22nd International Congress of Zoology and the 87th meeting of the Zoological Society of Japan
    • Place of Presentation
      Okinawa
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Migrating muscle precursors contribute to the formation of appendicular muscles of cartilaginous fishes2016

    • Author(s)
      Eri Okamoto, Rie Kusakabe, Shigehiro Kuraku, Susumu Hyodo, Koh Onimaru, Shigeru Kuratani, ○Mikiko Tanaka
    • Organizer
      The 22nd International Congress of Zoology and the the 87th meeting of the Zoological Society of Japan
    • Place of Presentation
      Okinawa
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] サメ胚から探る鰭から四肢への形態進化の軌跡2016

    • Author(s)
      田中幹子
    • Organizer
      日本発生学会秋季シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      三島市民文化会館
    • Year and Date
      2016-10-19 – 2016-10-21
  • [Presentation] 脊椎動物の四肢におけるプログラム細胞死システムの進化2016

    • Author(s)
      椛嶋 佳央梨 , Ingrid Cordeiro , 宗像 啓司郎 , 越智 陽城 , 田中 幹子
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東工大
    • Year and Date
      2016-08-25 – 2016-08-28
  • [Presentation] 真骨魚類の腹鰭の形成位置を多様にしたメカニズムの解明2016

    • Author(s)
      渡邉昂也, 金子皓輝, 中谷友紀, 湯玲子, 藤村衡至, 田中幹子
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東工大
    • Year and Date
      2016-08-25 – 2016-08-28
  • [Presentation] 軟骨魚類から対鰭筋形成機構の進化を探る2016

    • Author(s)
      岡本恵里 , 日下部りえ , 工樂樹洋 , 兵藤晋 , 鬼丸洸 , 倉谷滋 , 田中幹子
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東工大
    • Year and Date
      2016-08-25 – 2016-08-28
  • [Presentation] ゼブラフィッシュ胚の発生過程における腹鰭細胞の位置情報の記憶のメカニズム2016

    • Author(s)
      Hilda Mardiana Pratiwi, 植田翔悟、田中幹子
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会
    • Place of Presentation
      東工大
    • Year and Date
      2016-08-25 – 2016-08-28
  • [Presentation] サメの鰭から四肢への進化の軌跡を探る2016

    • Author(s)
      田中幹子
    • Organizer
      第6回 Tokyo Vertebrate Morphology Meeting
    • Place of Presentation
      東京慈恵医科大学
    • Year and Date
      2016-08-06
    • Invited
  • [Presentation] Migrating muscle precursors contribute to the formation of appendicular muscles of cartilaginous fishes2016

    • Author(s)
      Mikiko Tanaka, Eri Okamoto, Rie Kusakabe, Shigehiro Kuraku, Susumu Hyodo, Koh Onimaru, Shigeru Kuratani
    • Organizer
      European Society of Evolutionary Developmental Biology 6th Meeting
    • Place of Presentation
      Uppsala
    • Year and Date
      2016-07-26 – 2016-07-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ご先祖さまの上陸作戦2016

    • Author(s)
      岡部正隆
    • Organizer
      第115回日本皮膚科学会総会・学術集会
    • Place of Presentation
      京都国際会館
    • Year and Date
      2016-06-03
    • Invited
  • [Remarks] 東京工業大学生命理工学院生命理工学系 田中(幹)研究室

    • URL

      http://www.evodevo.bio.titech.ac.jp

  • [Remarks] 国立大学法人山形大学医学部越智陽城研究室

    • URL

      http://ochi.yu-med-tenure.com

  • [Remarks] 東京慈恵会医科大学解剖学講座岡部研究室

    • URL

      http://www.okabelab.jp/index.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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