2022 Fiscal Year Final Research Report

Molecular developmental basis of the asexual reproductive mode "stolonization" in syllid annelids

Research Project

PDF

Project/Area Number	18H04006
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	Miura Toru 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00332594)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	越川滋行北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (30714498) 林良信慶應義塾大学, 法学部(日吉), 講師 (70626803)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords	ストロナイゼーション / 無性生殖 / 生活史 / 頭部形成 / 性決定 / 環形動物 / シリス / 放精放卵
Outline of Final Research Achievements	In species belonging to the family Syllidae in the phyum Annelida, mature individuals develop gonad in the posterior part of their body, where an ectopic head was newly formed. Then, the posterior body part filled with gonad detaches from the original body to swim and spawn eggs or sperms for sexual reproduction. This unique process of reproduction is called "stolonization", but the underlying developmental mechanism has yet to be elucidated. Therefore, in this research project, focusing on a Japanese green syllid Megasyllis nipponica, the rearing system was firstly established in the laboratory. Then, the detailed process of stolonization was investigated by using multiple analytical approaches, for example, by scanning electoron microscopy and confocal microscope. Based on the observation results, gene expression analyses were also carried out, revealing that some of the patterning genes are recruited for the formation of an ectopic heads.
Free Research Field	進化発生学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	多細胞動物の発生学は研究の歴史が深いが、その大部分はモデル実験動物における胚発生の研究に終始しており、野外に生息する非モデル生物の、特に後胚発生の様式については、ほとんど解明されていないと言っても過言ではない。そのような生物の中には、現在の発生学の常識からは逸脱したものも多数存在しており、その中のひとつが、シリスの仲間のストロナイゼーションという繁殖様式だろう。後胚発生の過程で、身体の途中にもうひとつの頭部が形成されるという特異な発生過程の根底には、これまでに知られる発生過程とは異なる何かが存在するはずである。本研究課題の遂行によって、その一端が明らかとなり、生物学に新たな地平をもたらした。