2019 Fiscal Year Research-status Report
脊索形質獲得の分子基盤：脊索動物の誕生・起源・進化
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18K06370
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
高橋 弘樹 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 助教 (40283585)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 脊索動物 / ホヤ / ナメクジウオ / ギボシムシ / ヒトデ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊索は脊索動物体制における中軸器官であると同時に、脊索動物を特徴付ける最も重要な形質である。したがって、脊索形成の分子メカニズムを明らかにすることは脊索動物の体制構築の解明につながると同時に、脊索動物進化のメカニズムの理解にも直結する。また、脊索を持たない共通祖先の動物がどのように、この新規形質を獲得したかをひも解くことは、我々ヒトを含めた脊索動物誕生の分子的基盤を明らかにする事につながる。そこで、まず脊索動物門(ナメクジウオ、ホヤ)の脊索形質の分子基盤を明らかにすることを試みている。脊索形成の分子メカニズムに関しては尾索動物(ホヤ)を用いて解析を進めている。さらに、脊索動物と脊索を持たない近縁の半索動物・棘皮動物(ギボシムシ、ヒトデ)を用いて脊索形成遺伝子ネットワーク進化の解明を目指し、脊索動物の誕生・起源・進化に迫る。
これまで、脊索形成の分子的基盤を明らかにするために、ホヤとナメクジウオを用いた解析を展開している。ナメクジウオ成体の脊索細胞を高純度に顕微鏡下で単離し遺伝子解析を進め、ホヤ脊索形成に重要な働きをするBrachyury遺伝子のターゲット遺伝子群を明らかにしてきた。さらに、脊索形成の分子メカニズムを解明する上で非常に興味深い、脊索の細胞極性・細胞運動・細胞間接着に関わる新たな遺伝子の機能が数多く明らかになりつつある。
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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
脊索動物門の脊索形質の分子的基盤を明らかにすると、同時に脊索形成の分子機構の解析に取り組んでいる。特に、ホヤ脊索形成過程で働く新たな分子の機能解析を進めている。また、脊索形成遺伝子ネットワークの解析については、中国厦門大学でナメクジウオ胚を用いたレポーターアッセイ実験を遂行できた。さらに、ヒトデのBrachyury遺伝子の解析も進めており、ホヤ胚を用いた解析で興味深い結果を得ている。これまでのところ研究の進展状況はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究課題に取り組み目的を達成するために、以下のアプローチによって研究を推進する。
1. 頭索動物、尾索動物、脊椎動物の脊索形質の分子的基盤：脊索特異的遺伝子解析: いくつかの動物種の発生過程におけるシングルセル解析が報告されてきている。それらの解析から得られたデータを含めて脊索特異的遺伝子解析を進めていく。
2. 脊索形成の分子機構・脊索形成遺伝子機能解析：発生生物学的解析: 特に発生生物学的アプローチが容易で、解析が進んでいる尾索動物ホヤを用いた遺伝子機能解析を進める。
3. 脊索形成遺伝子ネットワーク進化：遺伝子発現制御解析: 主に尾索動物ホヤの 脊索形成遺伝子ネットワークと、脊索をもたない近縁の半索動物ギボシムシと棘皮動物ヒトデの遺伝子ネットワークの比較解析を進める。
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| Causes of Carryover |
本年度に予定していた物品費のシークエンス関連試薬の支出が抑えられたために、次年度使用額が生じた。
研究の進展に伴い、物品費として関連試薬購入に充てるとともに、研究成果発表のための支出に充てる計画である。
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