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2020 Fiscal Year Research-status Report

造礁サンゴの初期石灰化過程に関わる遺伝子の機能解析

Research Project

Project/Area Number 18K14745
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

安岡 有理  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (70724954)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords刺胞動物 / 変態 / バイオミネラリゼーション / 発生 / 進化 / 地球温暖化 / 海洋酸性化
Outline of Annual Research Achievements

【温度やpHによる石灰化への影響の評価】ウスエダミドリイシサンゴ(Acropora tenuis)のプラヌラ幼生を沖縄科学技術大学院大学マリンゲノミックスユニット(西辻光希博士、佐藤矩行博士)の協力により入手し、ポリプへ変態させたのちに様々な条件で飼育して、石灰化への影響を評価した。温度条件を23℃、26℃、29℃、32℃にそれぞれ変更して石灰化の進行具合を比較したところ、どの温度でもポリプは問題なく石灰化を開始した。さらにpHを7.15と7.8で比較したところ、こちらも問題なく石灰化が起きていた。これらの結果は、地球温暖化や海洋酸性化といった現代人類が直面している地球環境問題に対して、少なくともウスエダミドリイシサンゴの幼生は着底して石灰化を始められるだけの頑健性を備えているということが判明した。
【ポリプ観察方法の改善】ガラスベースの24-well plateの各wellに、プラヌラ幼生1匹を25 uLの海水とともに入れ、そこに25 uLの40 uM HYM248(海水)を加えて変態を誘導することで、効率よくガラス面にポリプを着底させることに成功した。着底3時間後に石灰化観察用のカルセイン溶液(終濃度20 uM)を加えて1mLとし、石灰化の過程を蛍光顕微鏡で観察したところ、効率よく写真撮影ができた。全てのwellで同一条件で着底・石灰化させることができる上、wellの番号で個体識別も容易にできるので、従来の35 mmガラスベースディッシュを使う方法よりも定量的な比較解析に適した手法が開発できた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウィルス感染拡大に伴い、沖縄へ渡航して実験を行うことが困難となったため、顕微注入実験による遺伝子機能解析実験を今年度は実施できなかった。その分、幼生を入手して温度やpHが石灰化に与える影響を調べることができたのは大きな収穫だった。ガラスベースプレートを活用し、1wellごとにポリプを着底させる手法は有効で、今後に活かせる技術的進歩だった。
一方で、前年度行ったRNA-seqデータの解析が進んでおらず、PKSの機能解析も進まなかった。これらは共同研究で進めることを考えていたものの、今年度は解析を依頼できるだけの余裕がなかった。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウィルスの感染状況は好転する気配もないので、沖縄での実験は本年度もあきらめざるを得ない。
温度やpHなどの環境ストレスに対するプラヌラ幼生・ポリプ頑健性について、論文発表を行う。
RNA-seqデータの解析を進め、初期ポリプの成長過程において顕著に発現が増減する遺伝子を割り出し、既知の石灰化関連遺伝子のプロファイルと比較することで石灰化関連遺伝子の更なる同定を目指す。
サンゴPKS遺伝子について、脊椎動物PKS遺伝子と機能的互換性があるかどうかをメダカのPKS mutant(耳石形成不全)に対するレスキュー実験で検討する。

Causes of Carryover

新型コロナウィルス感染拡大によって、沖縄への移動が必要な実験を実施することができず、研究を予定通り進めることができなかった。したがって、出張実験のために組んでいた予算を見直し、研究期間を延長することとした。

  • Research Products

    (6 results)

All 2020 Other

All Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] Repeated subfunctionalization of Brachyury genes for notochord development (脊索の発生におけるBrachyury遺伝子の機能分担)2020

    • Author(s)
      安岡有理
    • Organizer
      日本進化学会第22回オンライン大会
    • Invited
  • [Presentation] 初期化因子GLIS1の進化的起源と祖先的役割2020

    • Author(s)
      安岡有理, 松本征仁, 八木研, 岡﨑康司
    • Organizer
      日本動物学会第91回大会(招待講演)
    • Invited
  • [Presentation] Genome-wide Measurement for Fluctuation of Gene Regulatory Networks in Xenopus embryos2020

    • Author(s)
      Yuuri Yasuoka
    • Organizer
      JSDB Online Trial Meeting 2020
  • [Presentation] Genome-wide Measurement for Fluctuation of Gene Regulatory Networks in Xenopus embryos2020

    • Author(s)
      Yuuri Yasuoka
    • Organizer
      第53回日本発生生物学会年会
  • [Remarks] 応用ゲノム解析技術研究チーム

    • URL

      https://www.ims.riken.jp/labo/69/index_j.html

  • [Remarks] Research Map

    • URL

      https://researchmap.jp/yuuri/research_projects

URL: 

Published: 2021-12-27  

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