2022 Fiscal Year Annual Research Report
頭足類における新規形質 「吸盤」 に関する進化発生学的研究
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21J20450
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
金原 僚亮 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 吸盤 / 形態形成 / 胚発生 / 頭足類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軟体動物門頭足綱に属するイカやタコ (鞘形類) の持つ吸盤は，捕食や交接など複雑な行動を可能にし，頭足類の示す高度な知能の発達にも関わる重要な形質である．しかし，吸盤を持たない頭足類の祖先種から発生プログラムがどのように改変されて吸盤が獲得されたのかは未解明であった．本研究では，頭足類における吸盤の形成過程及び獲得過程の解明を目的とする．
具体的には1) 鞘形類における吸盤形成過程を記載し発生学的な基盤を構築する. 2) 頭足類の中で初期に分岐し，吸盤を持たないオウムガイ類の触手の形成過程を調べ鞘形類と比較する．3) 鞘形類の吸盤形成に必須の遺伝子を特定し，吸盤形成の分子機構とその獲得過程を解明する．という3項目を実施している．
2022年度は，研究1ではこれまで吸盤形成過程を記載したイカの仲間に加え，イイダコAmphioctopus fangsiaoとマメダコOctopus parvusという2種のタコについても吸盤形成過程を観察し，孵化後の生態の違いに応じて異なる吸盤形成パターンを明らかにした．研究2では主にオオベソオウムガイ Nautilus macromphalusに着目し，幼若個体の触手について組織学的な記載と免疫染色に加え，マイクロCTによる内部構造の観察も行い，鞘形類との比較を行うための知見を蓄積した．研究3では，コウイカS. esculenta を主な研究対象としてin situ hybridization (ISH) による発現部位の解析を行った．さらに，吸盤形成部位において特異的に発現する遺伝子を網羅的に解析するため，RNA-seqにより腕の先端から基部にかけての遺伝子発現量の比較を行った． また，イイダコについてもISHの実験系を確立し，遺伝子の発現動態のコウイカとの比較により，イカとタコで共通した働きを示すものを特定した．
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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
研究1，2については，タコとオウムガイの組織学的なデータの取得はほぼ完了し，当初の計画通りの進捗があった．タコの観察結果については論文としても投稿中であり順調に進展していると言える．研究3では，コウイカのRNA-seqやin situ hybridization (ISH) による遺伝子発現解析を予定通り実施出来ている．さらにイカとタコの系統間比較のため，イイダコにおいてジーンカタログ作成のためのトランスクリプトームデータの取得やISHの実験系の確立が完了し，分子機構のイカとの比較を順調に進めることができている．
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| Strategy for Future Research Activity |
吸盤形成過程の記載に関しては，2022年度までの研究で複数種のイカやタコについて，吸盤の形成過程を詳細に記載し，基盤となる発生学的な知見を得ることができた．今後はまだ論文として発表していないタコの吸盤形成過程の記載についてまとめ，国際誌への投稿を完了する．オウムガイについても前年度までの研究で組織学的なデータは取得済みである．そのため，今後は吸盤形成に関連するタンパク質の発現動態を抗体染色などにより調べ，イカやタコとの比較を行う予定である．
また吸盤形成の分子機構の解明に関しては，昨年度までに得たRNA-seqなどのデータ解析を進め，吸盤が新しく作られる腕の先端部分や，吸盤の構造が分化する腕の中央部分における発現変動遺伝子の特定などの解析を行う．さらにこれらの遺伝子の発現動態をin situ hybridizationにより詳細に調べることで，吸盤形成の分子機構を解明し，その進化過程を考察するため系統間での比較を行う予定である．
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Research Products
(3 results)
