2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K07384
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
日下部 りえ 国立研究開発法人理化学研究所, 倉谷形態進化研究室, 研究員 (70373298)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヤツメウナギ / 形態進化 / 骨格筋 / 中胚葉 / 心臓 / 発生・分化 / 円口類 / 軟骨魚類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、さまざまな中胚葉系列（頭部中胚葉、側板中胚葉、体節）の細胞が互いに入り組み、首、肩、前肢、心臓などの複雑な構造が作られる過程に注目し、中胚葉領域パターニングの進化的背景を探る目的で、実験発生学的なアプローチを進めている。主なモデルとして用いる円口類ヤツメウナギ（カワヤツメLethenteron camtschaticum）は、顎や対鰭などをもたず、祖先的な形質を保持した野生動物であるが、平成29年度は受精卵における遺伝子操作（ゲノム編集）の技術を確立した。試行実験では体節に由来する筋肉に特異的な遺伝子のターゲッティングを試み、次世代シークエンスでの解析のゲノム配列解析を行ったところ、F0世代における欠損効率が個体レベルで明らかになった。ヤツメウナギは人工的な継代が不可能な動物であるが、この技術により、遺伝子が高率で破壊された個体を選別した上で表現型解析に進むことが可能となった。また、軟骨魚類トラザメScyliorhinus torazameについても遺伝子発現解析を行うとともに、マイクロインジェクションによる細胞標識を行い、特定の中胚葉組織の挙動を発生過程を通じて観察した。以上の実験の結果より、ヤツメウナギの筋前駆細胞の増殖と伸展に必須な転写因子の遺伝子が、軟骨魚類の分岐以前に重複し、筋肉の異なる区画の分化制御を行うようになったと示唆された。現在、心臓や頸部筋、四肢筋などと連携する神経系や骨格系の形成にも視野を広げ、それらの分化タイミングや、発生調節遺伝子の発現パターンの解明を進めている。
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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
本年度には貴重なヤツメウナギ胚について、次世代シークエンスを用いてゲノム編集個体の解析を行い、一回の実験で多数の個体についてのデータを得ることができた。また、パートタイム実験補助者に組織染色法などを習得してもらい、データを効率的に得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
例年、ヤツメウナギなどの生体材料の不足に悩まされるが、今年度は北海道産ヤツメウナギが得られる見込みである。これはゲノム配列が解読されている個体群であり、より高い精度の配列照合が可能になると考えられる。また骨格や腱の発生に関わる遺伝子の探索も行い、頭部と体幹の境界領域における複雑な器官形成の全体像に迫ることを目指す。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に使用した試薬類などは、他研究費による購入分などで大半をカバーすることができた。また顕微鏡・飼育設備・などの大型機器も既存のもので充足された。この未使用額は、次年度においてより多数回の遺伝子改変実験を行うための試薬購入等に活用したい。
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Research Products
(3 results)
