2020 Fiscal Year Annual Research Report
ヒレから四肢への進化における鰭条/指骨格のTuringパターン共通性の解明
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20J21314
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
田中 祥貴 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 脊椎動物 / 真骨魚類 / ゼブラフィッシュ / 胸ビレ / fin to limb |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は主に①in situ hybridizationによる遺伝子発現解析、②CRISPR-Cas9によるレポーターノックイン、および③既存のトランスジェニックフィッシュの観察を行なった。
①四肢の指骨格形成においてTuringパターンを形成するWnt・Bmpシグナル遺伝子、およびその上流を担うとされるShhシグナル遺伝子を対象に実験をを試みたが、全てのプローブにおいて発現が検出できなかった。これは（１）実際に胸ビレにおいてこれらの遺伝子が発現していない、もしくは（２）実験手法に何らかの問題があるの２通りで解釈できるが、当研究室において行ったゼブラフィッシュの胸ビレにおけるRNA-seqの結果では上記の遺伝子の発現が確認できたため、（２）のようにin-situ hybridizationに何らかの問題があったと考えられる。
②in-situ hybridizationの代替案としてCRISPR-Cas9を用いたレポーターノックインを行うことを計画した。そのために、実験系の立ち上げを行い、ゼブラフィッシュにおいてCRISPR-Cas9によるレポーターノックインラインをいくつかの遺伝子に対して作製した。これらのラインを観察したところ、Shh-Hox遺伝子の発現が従来報告されていなかった鰭条形成期直前まで発現していることが明らかになった。
③既に作製されバイオリソースとして存在していたWnt・Bmpシグナルの活性領域においてEGFPを発現するトランスジェニックゼブラフィッシュを取り寄せた。現在、これらのラインの観察を行なっている。
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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
当初予定していたin situ hybridizationによる遺伝子発現解析は失敗に終わったものの、それに代わりCRISPR-Cas9によるレポーターノックインを用いていくつかの遺伝子発現解析を行うことができるようになった。観察も順調であり、来年度には当初予定していた解析結果を用いたシミュレーションの構築に移ることができると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は今年度の結果から当初予定していたようなシミュレーションが組めるかどうかを検討していく。また、胸ビレにおける魚類特異的、もしくは四肢における四肢動物特異的な発生制御遺伝子が存在している可能性も踏まえて、四肢動物の知見をもとにそれに対応した変異体をゼブラフィッシュにおいて作製する予定である。
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