The evolution of yolk metabolism in vertebrate embryos

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19276
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: Furukawa Fumiya 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (80750281)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 亙 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (90755307)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: グルコース / 糖新生 / 脊椎動物 / 発生 / 進化

Outline of Final Research Achievements

Most oviparous animals must develop by consuming the nutrition of the egg yolk. However, the yolks of many animals contain very little carbohydrate, especially glucose, the most important monosaccharide. In this study, we investigated how these embryos obtain glucose using oviparous animals of several vertebrate taxa. The results showed that gluconeogenesis occurs in the endodermis of the sterlet and the clawed frog, and in the yolk syncytial layer-like tissue of the cloudy catshark.

Free Research Field

魚類生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで、発生過程で生じる様々な形態が進化の過程でどのように変化してきたか、という点について多くの比較研究が行われている。一方で、代謝などの目に見えない現象に着目し、その機能を担う組織の進化について検討した研究は少ない。本研究では、様々な卵生脊椎動物を比較、検討した結果より、彼らの多くが発生過程において糖新生によりグルコースを得ているであろう、という事が示唆された。また、進化の過程で生じた発生様式の変化に対応するように、糖新生を起こす組織は系統により様々に異なっていた。これらの結果は、発生過程での糖新生によるグルコースの補給は脊椎動物の発生のごく初期から起こっていることを示唆している。