ヤツメウナギ内柱の発生機序解明と脊索動物内柱の相同性再検証

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K15153
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高木 亙 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (90755307)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 円口類 / ヤツメウナギ / 内柱 / 甲状腺 / 進化 / 発生

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、現生脊椎動物の中で円口類ヤツメウナギの幼生だけが持つ内柱の形態発生を司る分子基盤を解明することにある。これまでヤツメウナギ類の内柱はホヤやナメクジウオの内柱と相同であり、脊椎動物の祖先形質だと広く認知されてきた。しかしながら、化石研究や申請者らのヌタウナギ甲状腺の比較発生学的研究によって、ヤツメウナギの内柱が二次的に獲得された派生形質である可能性が示唆されている。果たして、ヤツメウナギの内柱は脊椎動物の共通祖先が持っていた祖先的な形質なのか？それともヤツメウナギで新たに獲得された形質なのか？この疑問を解決するため、本研究ではヤツメウナギの内柱発生に関する分子基盤を明らかにすることを目的とする。
本研究ではPIC(領域特異的RNA-seq)法を採用し、内柱特異的な遺伝子発現プロファイルの取得を目指す。PIC法は、特定領域のみをUV照射することでその領域の網羅的な遺伝子発現を明らかにする手法である。ここで同定された内柱の発生への関与が疑われる遺伝子については、機能解析実験を行い、その機能を検証することで、内柱形態形成の分子基盤の解明を目指す。
前年度に確立した凍結切片作製・ライブラリ作製の条件を用いて、本年度はRNA-seqに供するライブラリ作製を行い、受託でのシーケンスを完了した。今後は、各発生段階で内柱に特異的に高発現する遺伝子群を同定し、in situ hybridizationによって組織局在を確認する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画では、1年次の時点で内柱特異的遺伝子の同定を完了している予定であったが、特に早い発生段階の胚の凍結切片の作成条件検討、ライブラリ作製条件の検討に時間がかかってしまった。しかしながら、本年度でライブラリ作製を終え、受託シーケンスは完了しているため、今後の解析を進める目処がたっている。

Strategy for Future Research Activity

サンプルの準備に関して遅れが出たものの、各発生段階で内柱に特異的に高発現する遺伝子群の同定を進める。in situ hybridizationによって組織局在を確認しつつ、並行して有望な遺伝子のノックアウト個体を作成し、機能解析を行うことで、内柱の形態形成に関与する遺伝的メカニズムの解明を目指す。

Causes of Carryover

内柱特異的遺伝子の同定を終えた後、本年度経費とあわせて、次年度中に組織局在の解析及びノックアウト個体の解析を進める計画である。