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2023 Fiscal Year Research-status Report

Evo-Devo study of cerebellum-specific neurons using cyclostomes

Research Project

Project/Area Number 23K05881
Research InstitutionHyogo Medical University

Principal Investigator

菅原 文昭  兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00611005)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Keywords小脳 / 円口類 / ヤツメウナギ / ヌタウナギ / 顆粒細胞 / プルキンエ細胞 / CRISPR/Cas9 / scRNA-seq
Outline of Annual Research Achievements

本年度はまず、CRIPR/Cas9システムによるヤツメウナギ胚の遺伝子ノックダウン実験系の確立を目指した。ヤツメウナギ成体の雌雄から受精卵を得た後、1細胞期のうちにガイドRNAとCas9タンパクのマイクロインジェクションを行った。まず、実験系が成立しているのかを確認するために、表現型が目視できる遺伝子をポジティブコントロールとしてインジェクションを行い胚を培養したところ、インジェクション胚の大部分にノックダウンの効果が表れていると思しき表現型が確認できた。そこで今回の主題である小脳特異的ニューロン形成に必須とされる転写因子2種に対するガイドRNAを設計し、受精卵へのインジェクションを行った。胚は一定期間後成長させた後、一部をゲノム解析用に切り取り、脳を含む残りの組織をパラホルムアルデヒドで固定した。現在はこれらの胚の解析の準備を行っている。
ヤツメウナギのシングルセルRNA解析についての困難さのひとつに、組織の細胞を生きた状態で分離して、すぐに解析しなければならないということがある。ヤツメウナギ胚や成体を得られるのは1年のうち限られた期間であるため、この手法では制約が大きい。このため今回、細胞を固定しながら単一細胞に分離する手法ACME(ACetic-MEthanol)法が採用可能かを試みた。結果はまだ出ていないが、少なくとも血球細胞においてはその大部分を1細胞に分離した状態で固定することに成功している。
本研究に直接的・間接的に関与する報告として、原著論文4編、日本語総説1編が公開された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

大学業務エフォートなどの変化により、まとまった実験の時間が確保できなかったため。

Strategy for Future Research Activity

業務の効率化を図り、まとまった研究の従事時間を確保したい。必要であれば研究期間の延長申請も視野に入れたい。

Causes of Carryover

大学業務エフォートに変化が生じたため、遂行すべき実験が一部遅れているため次年度使用額が生じている。当該年度に計画していた解析を行うための消耗品購入に充てる予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Hagfish genome elucidates vertebrate whole-genome duplication events and their evolutionary consequences2024

    • Author(s)
      Yu Daqi, Ren Yandong, Uesaka Masahiro, Sugahara Fumiaki et al.
    • Journal Title

      Nature Ecology & Evolution

      Volume: 8 Pages: 519~535

    • DOI

      10.1038/s41559-023-02299-z

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High-quality total RNA extraction from early-stage lamprey embryos2023

    • Author(s)
      Sugahara Fumiaki、Pascual-Anaya Juan
    • Journal Title

      BioTechniques

      Volume: 74 Pages: 243~278

    • DOI

      10.2144/btn-2023-0004

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comparative analysis of Hmx expression and the distribution of neuronal somata in the trigeminal ganglion in lamprey and shark: insights into the homology of the trigeminal nerve branches and the evolutionary origin of the vertebrate jaw2023

    • Author(s)
      Tamura Motoki、Ishikawa Ryota、Nakanishi Yuki、Pascual-Anaya Juan、Fukui Makiko、Saitou Takashi、Sugahara Fumiaki、Rijli Filippo M.、Kuratani Shigeru、Suzuki Daichi G.、Murakami Yasunori
    • Journal Title

      Zoological Letters

      Volume: 9 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1186/s40851-023-00222-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ultrastructure of the lamprey head mesoderm reveals evolution of the vertebrate head2023

    • Author(s)
      Onai Takayuki、Adachi Noritaka、Urakubo Hidetoshi、Sugahara Fumiaki、Aramaki Toshihiro、Matsumoto Mami、Ohno Nobuhiko
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 108338~108338

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.108338

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 無顎類の神経系―ヌタウナギ,ヤツメウナギの神経系の特徴と進化の過程2023

    • Author(s)
      菅原文昭(分担執筆)
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 41 Pages: 1576-1581

  • [Presentation] Reconstructing the ancestral vertebrate brain through comparative development of cyclostomes2023

    • Author(s)
      Fumiaki Sugahara
    • Organizer
      The 46th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan

URL: 

Published: 2024-12-25  

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