2020 Fiscal Year Research-status Report
Developmental regulatory mechanisms of hypobranchial muscles with evolutionary perspectives
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19K06683
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ヤツメウナギ / 円口類 / 軟骨魚類 / 鰓下筋 / 形態進化 / 骨格筋 / 舌筋 / 神経堤細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鰓下筋群は、哺乳類では舌筋および舌骨下筋群が含まれ、頭頸部の複雑な形態を代表する筋要素である。鰓下筋の前駆細胞は、後頭部の体節から脱上皮化し、咽頭の後方を迂回して長距離を移動するという、特殊な発生経路をたどる。本研究の大きな目標のひとつは、脊椎動物の初期進化において分岐した動物種を複数用い、筋芽細胞における遺伝子発現パターンと周辺の非筋細胞の分化状況の関連を明らかにすることである。令和２年度は、円口類ヤツメウナギLethenteron camtschaticumの胚を用い、筋肉および筋肉結合組織に発現する分化制御遺伝子の機能解析を行った。ゲノム編集技術を用い、腱の発生を制御するScxのヤツメウナギ相同遺伝子の破壊実験を行ったところ、筋節の形態に乱れが生じているのが確認できた。これらの胚を固定し、現在さらに詳しい組織レベルでの解析を行なっている。また、円口類ヌタウナギEptatretus burgeriおよび軟骨魚類トラザメScyliorhinus torazameのLbx遺伝子の発現パターンを詳細に調べ、ヤツメウナギにおけるゲノム編集の結果と総合して検討し、鰓下筋の進化に関する原著論文を発表した。この論文では、脊椎動物の共通祖先に存在したLbx遺伝子が顎口類の系統で重複し、鰓下筋の前方（舌に相当）と後方（左右対称に対をなす）で異なる形態コンパートメントを制御するようになった、という進化的な仮説を提唱した。
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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
本年度には希少な野生動物であるヤツメウナギを、過年度よりも多く入手することができ、生きた胚を用いた実験をより効率的に進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヤツメウナギ胚が順調に入手できれば、ゲノム編集技術による遺伝子破壊実験を、さらに他の遺伝子についても行い、筋骨格系の遺伝子制御ネットワークについてより多くの知見を得る。また、ヤツメウナギ、ヌタウナギ、サメのゲノムデータベースを活用し、相同遺伝子の重複状況や機能分担についても明らかにしていきたい。
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| Causes of Carryover |
令和２年度に使用した試薬類・使用機器類は前年度から引き継いだもので多くをカバーすることができた。また、コロナ禍のため国際学会が延期されるなどしたため、予定していた出張の取り止めがあった。
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