2014 Fiscal Year Research-status Report
ふたつの脳の進化：哺乳類と竜弓類の終脳発生基盤の起源と変遷
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26430018
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
村上 安則 愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (50342861)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 進化 / 脳 / 脊椎動物 / 発生 / 遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は「ふたつの脳の進化」をキーワードとし、その進化を導くための鍵革新となった発生機構を明らかにすることを目的とする。平成26年度は脳形成遺伝子を単離することを目的とし、スッポン、ニワトリ、ソメワケササクレヤモリで網羅的に遺伝子の探索を行い、終脳形成並びに視床から終脳に入力する経路の形成に関わる遺伝子について、主要な遺伝子を得ることに成功した。これらの動物のうち、スッポンについては、視覚系をはじめ視床から終脳に入力する感覚神経を蛍光標識神経軸索トレーサー（デキストラン、NeuroVue）を用いて可視化することに成功した。そして、スッポンにおいて神経ガイドに関わる因子であるEphA4, ephrinA5, Slit2, Robo2, Sema3Aの発現と軸索走行のパターンを比較した結果、哺乳類に見られるものとは大きく異なっており、一方でニワトリに見られるパターンと類似していることが判明した。この結果から、本研究のテーマであるふたつの脳の進化に関して、視床から終脳に入力する神経ガイド機構については哺乳類と竜弓類（鳥類・爬虫類）でその仕組みが大きく異なっていることが明らかとなった。このことは、羊膜類の共通祖先から分岐した過程で、哺乳類と竜弓類という二つの系統で神経軸索をガイドする仕組みが独自に進化したことを示しており、平成26年度の研究では、脳の多様化をもたらす発生機構の一端を神経回路形成という視点から明らかにすることができたと考えられる。
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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
おおむね当初の研究計画に記載した通りに研究が進んでいる。Brainbowシステムなどを用いた解析などは計画よりも遅れてはいるが、その代わりに他の神経トレーサーを用いた研究が進み、神経回路の可視化という当初の目的は達成している。また、脳形成に関わる主要な遺伝子についてもスッポンとソメワケササクレヤモリでそれぞれ20種類近くの遺伝子の単離に成功している。これらの成果が得られたため、平成27年度は当初の予定通りに研究を進めることが可能であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画の通り、平成27年度は哺乳類と竜弓類の脳のサイズと領域を規定する分子の比較解析を進める。そのために電気穿孔法や顕微注入法により竜弓類胚（ニワトリ、ソメワケササクレヤモリ）に遺伝子を導入する研究を進める。ニワトリの電気穿孔法についてはすでに開始しており、今後は遺伝子導入した胚において遺伝子発現や神経走行に変化があるかどうかについて解析を進める。ソメワケササクレヤモリについては、受精卵への遺伝子導入を京都府立医科大学の野村真博士（連携研究者）と共同して進める。
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