2023 Fiscal Year Research-status Report
Exploaring the origin of appendages in metazoans: Verification of the genitalia-origin hypothesis
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21K18240
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三浦 徹 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00332594)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2026-03-31
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| Keywords | 珍無腸動物 / 雄性生殖器 / パターニング遺伝子 / 突出部委 / 付属肢 / 無性生殖 / トランスクリプトーム / 分裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、左右相称動物の起源に関係すると考えられている無腸動物の繁殖様式について、交尾器形成の機構に着目して進化発生学的研究を展開している。潮間帯から潮下帯において生息するミサキムチョウウズムシを対象として、生殖腺と雄性交尾器の形成について詳細な組織観察を行っている。これまでに、卵巣組織は体の後半部の上皮近傍に、精巣組織は体の前半部の上皮近傍に形成されることが明らかとなり、前半部の腹側に雄性交尾器が形成されることが明らかとなった。また、雌性生殖器に比して雄性生殖器の方が先に発達する雄性先熟であることも確認された。また、トランスクリプトーム解析データから主要な発生制御因子の遺伝子カタログを作成しており、リアルタイム定量PCRに基づいて、付属肢形成遺伝子などの主要な発生制御因子の遺伝子発現解析を進行している。微小な生物のためサンプル調製に手間取っているが、試行錯誤しながら着実に進めている。また、他の左右相称動物では一般的に見られる遺伝子群が本種では見つからないものがいくつかあり、珍無腸動物門の系統学的位置を考える上でも興味深い結果が得られている。
一方、無腸動物 Convolutriloba longifissura について、体の前後に横分裂を行った後、後半部分のみが正中線にそって縦分裂を行うという特徴的な無性生殖様式をとることが明らかとなっっている。経時観察および組織観察、更にトランスクリプトームに基づくRNA-seq解析により、この縦分裂では、組織学的特徴と、再生による2つの頭部の形成により縦分裂が進行することが示唆された。その他、左右相称動物である環形動物や節足動物の様々な種においても、多様な繁殖様式が明らかとなり、左右相称動物の進化における繁殖パターンの多様化に関する示唆が得られている。
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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
ミサキムチョウウズムシの成長に伴う生殖器官の発達についてデータがまとまってきており、組織学的記載についての論文をまとめつつある。同時に、主要な発生制御遺伝子の発現動態について、リアルタイムqPCRのデータが蓄積しつつあり、本研究課題で掲げる仮説の検証は順調に進んでいると言える。その一方で、他種の無腸動物であるConvolutriloba longifissuraの縦分裂のメカニズムについても論文化を進めている。左右相称動物における繁殖様式の進化を考える上では、他の動物門との比較も重要であり、その意味においても、環形動物や節足動物、脊椎動物での繁殖に関わる進化発生学的知見が蓄積しつつあり、当初予定していたよりも幅の広い展開が見られており、今後の展望も期待されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミサキムチョウウズムシの交尾器の発達とその分子発生学的基盤については、現在解析を進めている発生制御遺伝子の発現動態について更に詳しく調べ、データを蓄積していき、総合的な考察を目指す。in situ ハイブリダイゼーションや免疫染色などの実験系も確立しつつあるため、個々の遺伝子の詳細な発現部位についても特定されることが期待される。更に、シングルセルRNA-seqなどについても検討を行い、具体的な勝算が得られると期待されればそのような解析も積極的に行っていく。他の動物門等でもデータが蓄積されているため、動物界全体における繁殖様式の進化などに結びつけた考察が得られることを目指す。
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| Causes of Carryover |
研究自体は順調に進んでいるものの、組織学的な詳細な観察で思わぬ発見等があり、予定していたトランスクリプトーム解析が後ろにずれ込んでいる。そのため、受託解析のための予算については、次年度に回す予定であり、それらを次年度に適切に使用することで、観察結果と合わせた議論を適切に行うことができると見込んでいる。
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Research Products
(21 results)
