Analysis of the mechanisms that determine and maintain the tail ratio

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06656
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: TAKEUCHI Takashi 鳥取大学, 医学部, 教授 (70197268)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 組織比率 / 尾 / イベリアトゲイモリ / ゲノム編集 / Hox13

Outline of Final Research Achievements

Hox13 mutant newts produced by genome editing show a marked increase in tail length. To understand the mechanisms that determine and maintain tissue size ratios, which largely remain unrknown, we focused on this mutant and obtained the following results. (1) We confirmed that the abnormal tail length is caused by mutation of the Hox13 genes themselves, especially a13 and c13, by generating germline mutants. (2) The abnormal tail length is caused by an abnormal increase in the number of caudal vertebrae. (3) All paralogous genes of Hox13 and marker genes of mesodermal progenitors and neural progenitors are expressed at the tail tips of wild-type adults. These results suggest that Hox13 regulates the differentiation and proliferation of progenitor cells in the tail tips and regulates the tail length ratio to be constant.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒトも含めてほとんどの動物の組織の比率はほぼ一定になるように制御されている。その破綻は健常な生命活動を困難にする。また、この制御は様々な動物が環境に適応しながら生存するために必須である。しかし、その仕組みはほとんど解明されていない。遺伝学的にこの課題を困難にしてきた理由の一つは組織比率が異常になる変異体がほとんど発見されていないことにある。本研究はまさにその変異体に注目し、その制御機構の一端を解明した。本研究の発展により様々な組織の比率が一定になる制御機構の一般原理の解明が期待できる。