2019 Fiscal Year Annual Research Report
Evolutionary development of the craniofacial morphology in amniotes
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17J11177
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
東山 大毅 東京大学, 医学研究科, 特別研究員(SPD)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 進化 / 顎顔面 / 発生 / 哺乳類 / 古生物学 / 形態形成 / 頭部 / 神経堤細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物の顔面は複数の発生原基により生じる。その組合せのパターンは、あらゆる教科書において少なくとも羊膜類で保存されているとされてきた。しかし、哺乳類での軟組織―例えば三叉神経の分布は、教科書的な原基の組合せから想像されるのとはまるで異なるパターンを見せる。これは何を表すのか。
本研究では、①顔面原基の結合阻害実験 ②上顎原基の細胞系譜追跡実験 ③非モデル動物胚や化石も含めた形態比較の３つを講じ、動物の顔面の構造がどの胚原基に由来するか、哺乳類とそれ以外の動物の差は何によって生み出されるかを明示した。
①ではcyclopamine を用いた、既にある口唇口蓋裂モデルの作成法をマウスとニワトリで施し、さらに同様に口唇口蓋裂のソメワケササクレヤモリとも比較した。
②ではDlx1-CreERT2 マウスというほとんど誰もモデルとして用いてこなかったマウスを導入して顔面原基の系譜追跡実験をおこなった。
③ではニホンアカガエルをも含めて顔面の発生を三次元構築して比較、また日本ではまず入手できないようなハリモグラ・カモノハシ胚に関してもベルリン自然史博物館の試料を使って三次元像を構築した。さらにテュービンゲン大学に赴いて、哺乳類への進化過程の化石を数多く観察し、進化史を考察した
以上の結果、「末梢神経のような解剖学的構造は発生の由来と頑健に対応する」「哺乳類での構造のズレは発生の由来自体の大幅にシフトによる」「哺乳類の鼻先は祖先における口先の転用であり、上あごは漸進的なシフトによって新規に形成された」という結論を導いた。この成果は、18 世紀から当たり前に教科書に書かれてきた解剖学的フレームワークを塗り替えてしまうものと考えている。現在は論文として執筆済みであり、投稿中である。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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