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2019 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 / 進化発生
Outline of Annual Research Achievements

脊椎動物は陸上進出に伴い、高濃度の酸素環境という環境ストレスに直面することになった。研究代表者らは、これまでに羊膜類の肢芽の指間領域では、酸化ストレスによって、細胞死が誘起される可能性を示唆する結果を得ていた。そこで、本研究では、脊椎動物が陸上に進出し、高濃度の酸素に曝されたことで、四肢のプログラム細胞死という新しい形態形成システムが獲得されたとする形態進化のモデルを検証し、その獲得プロセスを明らかとすることを目的に研究を行った。
この目的で我々は、(1)ニワトリ胚の肢芽における細胞死と ROS、血管、及び DNA ダメージの比較、(2)アフリカツメガエル幼生の肢芽における細胞死と ROS、血管、及び DNA ダメージの比較、(3)アフリカツメガエル幼生の肢芽における細胞死経路関連遺伝子の発現解析、(4)ニワトリ胚の肢芽における ROS の機能解析、(5)低酸素濃度環境がニワトリ胚の肢芽の細胞死に与える影響の検証、(6)アフリカツメガエル幼生の肢芽の血管網の人為的高密度化がプログラム細胞死に与える影響の検証、および(7)幼生が水棲、および陸棲の各種両生類の肢芽における細胞死と ROS、及び、血管網の比較を行った。
その結果、両生類においても指間細胞死を引き起こす分子基盤は備わっていること、さらに指間細胞死は幼生期の特定の時期における環境中の酸素濃度(水棲か陸棲か)と指間の血管密度が重要であることが明らかとなった。本研究の成果は、環境変化が羊膜類の四肢形成過程では必須となる新奇発生システムの獲得を促すことを示唆するものとなった (Cordeiro et al., 2019 Dev Cell)。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] ハーバード大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ハーバード大学
  • [Journal Article] 水面の壁を超える-大気中の酸素が形をつくるしくみ2020

    • Author(s)
      田中幹子
    • Journal Title

      比較内分泌学

      Volume: 46 Pages: 89-91

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Environmental Oxygen Exposure Allows for the Evolution of Interdigital Cell Death in Limb Patterning2019

    • Author(s)
      Cordeiro Ingrid Rosenburg、Kabashima Kaori、Ochi Haruki、Munakata Keijiro、Nishimori Chika、Laslo Mara、Hanken James、Tanaka Mikiko
    • Journal Title

      Developmental Cell

      Volume: 50 Pages: 155~166.e4

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2019.05.025

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Preface: Ecology, Evolution and Development2019

    • Author(s)
      Mikiko Tanaka
    • Journal Title

      Dev. Growth Dev.

      Volume: 61 Pages: 3-4

    • DOI

      10.1111/dgd.12586

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Eri Okamoto, Yuuta Moriyama, Shigehiro Kuraku, Kei-ichi Kai, Mikiko Tanaka2019

    • Author(s)
      Involvement of HGF/MET signaling in appendicular muscle development in cartilaginous fish.
    • Journal Title

      Dev. Growth Dev.

      Volume: 61 Pages: 97-103

    • DOI

      10.1111/dgd.12591

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Localization of β-catenin and islet in the pelvic fin field in zebrafish.2019

    • Author(s)
      Yuuta Moriyama, Hilda Mardiana Pratiwi, Shogo Ueda, Mikiko Tanaka
    • Journal Title

      Zoological Science

      Volume: 36 Pages: 365-371

    • DOI

      10.2108/zs180185

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cux2 refines the forelimb field by controlling expression of Raldh2 and Hox genes.2019

    • Author(s)
      Shogo Ueda, Ingrid Rosenburg Cordeiro, Yuuta Moriyama, Chika Nishimori, Kei-ichi Kai, Rieko Yu, Ryoichiro Nakato, Katsuhiko Shirahige, and Mikiko Tanaka
    • Journal Title

      Biology Open

      Volume: 8 Pages: bio.040584

    • DOI

      10.1242/bio.040584

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 外的要因による四肢の発生プログラムの可塑的変化2020

    • Author(s)
      田中幹子
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
  • [Presentation] ゼブラフィッシュの腹鰭形成における islet ファミリー遺伝子の発現解析2020

    • Author(s)
      松谷美季、Hilda Mardiaca Pratiwi、守山裕大、湯玲子、田中幹子
    • Organizer
      日本動物学会関東支部第72回大会
  • [Presentation] ゼブラフィッシュにおける予定腹鰭細胞の位置情報の記憶のメカニズムの解明2020

    • Author(s)
      加藤洸樹、Hilda Mardiana Pratiwi、田中幹子
    • Organizer
      日本動物学会関東支部第72回大会
  • [Presentation] ゼブラフィッシュの腹鰭形成における Wnt/β-catenin シグナルと Islet の関与の検証2020

    • Author(s)
      入船朝斗、守山裕大、松谷美季、Hilda Mardiana Pratiwi、湯玲子、田中幹子
    • Organizer
      日本動物学会関東支部第72回大会
  • [Presentation] 大気中の酸素がもたらす細胞死機構の解明2020

    • Author(s)
      小野沙桃実、Ingrid Rosenburg Cordeiro、岸田治、田中幹子
    • Organizer
      日本動物学会関東支部第72回大会
  • [Presentation] 水面の壁を超える-大気中の酸素が形をつくるしくみ2019

    • Author(s)
      田中幹子
    • Organizer
      第44回日本比較内分泌学会
    • Invited
  • [Presentation] Environmental oxygen levels and interdigital cell death in tetarpods2019

    • Author(s)
      Ingrid Rosenburg Cordeiro, Kaori Kabashima, Haruki Ochi, Kenjiro Munakata, Chika Nishimori, Mara Laslo, James Hanken , Mikiko Tanaka
    • Organizer
      EMBO Workshop Limb Development and Regeneration: New Tools for a Classic Model System, Barcelona
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 東京工業大学 生命理工学院 田中幹子研究室

    • URL

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

  • [Remarks] 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

    • URL

      http://www.jikei.ac.jp/academic/course/02_sokaibo.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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