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2023 Fiscal Year Research-status Report

Asymmetric differentiation of pigment cells and its regulation by retinoic acid signaling in Japanese flounder

Research Project

Project/Area Number 21K05779
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

横井 勇人  東北大学, 農学研究科, 教授 (40569729)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywordsヒラメ / 色素胞分化 / レチノイン酸 / 左右非対称性
Outline of Annual Research Achievements

ヒラメは左右対称な仔魚として成長した後、有眼側のみで色素胞が分化して左右非対称な体色を呈するが、その分子メカニズムは不明な点が多い。レチノイン酸(RA)浸漬およびRA阻害剤の浸漬実験により、変態期の色素胞分化おけるRAの重要性が明らかにされた。本研究は、ヒラメの左右非対称な色素胞分化におけるRAシグナルの役割と、左右差が生じるメカニズムの解明を目指して研究を行なっている。
色素胞分化の評価にはgch2がマーカー遺伝子として使われてきたが、ヒラメでは5つのgch関連遺伝子が見つかった。脊椎動物に共通のgchパラログ1つ(gch1)と魚類に共通のパラログ1つ(gch2)に加え、ヒラメには3つのパラログがあることが示唆された。これらは異体類(flatfish)に特徴的なオーソログであることが示唆されたため、gchfl1、gchfl2および gchfl3と命名して解析を行なってきたが、これらの遺伝子の異体類特異性について疑義が生じた。DNAシーケンシング技術の飛躍的な進歩により、さまざまな生物のゲノム情報が利用可能になり、例えばEnsembl genome databaseにおいて85種の魚類のゲノム情報にアクセスでき、Genomicusではシンテニー情報を調べることができる。これらを利用して先述のgchfl遺伝子についてオーソロジーを詳しく調べたところ、ヒラメ及び近縁の異体類における遺伝子のタンデム重複により生じたと考えられるgchflが存在した一方で、脊椎動物のゲノム倍加または真骨魚類のゲノム倍加により生じた後に、メダカやゼブラフィッシュでは失われたことが示唆されたgchflも存在した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

メダカを実験モデルとしてゲノム編集による機能解析実験を計画しているが、ノックアウト実験およびGFPレポーターのノックイン実験に想定していたよりも長い時間を要している。まずは簡便なノックアウトから行い、ノックインも今年度中に完了したいと考えている。

Strategy for Future Research Activity

機能解析実験を行うため、メダカをモデルとしてノックアウト、およびノックイン系統を作出する。それぞれに複数のターゲットを検討して早急にゲノム編集個体を樹立する。これらにヒラメのgch遺伝子およびgchflを導入して機能的な差異を検討する。
また、先述のようにgchflには進化的な背景に不明瞭な部分があるため、進化系統学的に重要な生物のゲノム情報を解析してこれら遺伝子が生じた背景を明らかにしたい。

Causes of Carryover

ゲノム編集実験およびヒラメの遺伝子を用いたレスキュー実験を次年度に行うため。

  • Research Products

    (4 results)

All 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Vitellogenin uptake activity in the intestinal ducts of intraovarian embryos in a viviparous teleost Xenotoca eiseni2023

    • Author(s)
      Nomura Jumpei, Yokoi Hayato, Hondo Eiichi, Iida Atsuo
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 644 Pages: 79~84

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.01.009

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒラメの無眼側黒化変異体の原因遺伝子の探索2023

    • Author(s)
      横井勇人、安齋賢、田川正朋
    • Organizer
      日本水産学会春季大会
  • [Presentation] ササウシノシタHeteromycteris japonica の参照ゲノム配列決定2023

    • Author(s)
      安齋賢、横井勇人、鈴木徹、宇治督
    • Organizer
      日本水産学会春季大会
  • [Presentation] Genomic and genetic analysis of a flounder mutant defective in left-right asymmetric pigmentation found in an aquaculture hatchery.2023

    • Author(s)
      Hayato Yokoi, Satoshi Ansai, Masatomo Tagawa
    • Organizer
      The 56th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

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