2018 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
16K07384
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
日下部 りえ 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (70373298)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| 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 |
|---|
| 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、人工的な継代が不可能であるため、F0世代の遺伝子阻害胚での効率的な機能解析が必須である。平成30年度は、心臓や頸部筋、四肢筋などの発生に関わる遺伝子を新規に単離し、発現パターンを調べた。また、受精卵における遺伝子操作（ゲノム編集）の技術を用い、体節および頭部神経堤細胞の運命決定に関わる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。また、軟骨魚類トラザメScyliorhinus torazameについても蛍光色素による細胞標識を行い、特定の中胚葉組織の挙動を観察した。以上の実験の結果をヤツメウナギとトラザメで比較し、羊膜類で得られている知見と合わせて検討した。その結果、１）筋前駆細胞の挙動に関わる遺伝子が脊椎動物の共通祖先に獲得され、軟骨魚類の分岐以前に重複し、筋肉の複雑なパターン形成を担うに至ったこと、２）トラザメの体節細胞のうち咽頭底の前方まで進展するもの、および鰓弓部背側の筋前駆細胞は、長期に渡って未分化状態が保たれ、非体節性の骨格との連携を確立しながら分化することが示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度にはパートタイム実験補助者、および新規に参入した技術員の協力を得て、遺伝子発現パターンの解析や大規模シークエンス解析を効率的に進めることができた。またゲノムデータベースより、既知の遺伝子の非翻訳領域を同定し、それを利用した遺伝子プローブを用いてより鮮明に遺伝子発現領域を可視化することができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
鰓弓部後方に位置する神経堤細胞や中胚葉性組織に発現する遺伝子について、主にトラザメを用いた発現パターン解析を進める。また第二予定心臓領域が現れる初期胚において、細胞運命の追跡と遺伝子機能阻害の実験を行う。得られる知見を総括し、初期進化における中胚葉領域の発生制御機構の変遷を明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
平成30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。一方で、天然生体材料（ヤツメウナギ）の確保が不調に終わったため、一部の遺伝子改変実験を来年度に延期し、試薬等の購入を見送り未使用額が生じた。
|
