2016 Fiscal Year Annual Research Report
Developmental plan in reptilian telencephalon: with reference to the evolution of two distinct brain centers
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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(理学系), 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、哺乳類（単弓類）と爬虫類・鳥類（竜弓類）で異なるタイプの脳が進化した過程において、それを導くための鍵革新となった分子機構を明らかにすることを目的とする。最終年度である平成27年度は単弓類と竜弓類の脳形成に関わる遺伝子発現の違いについて詳細な研究を行った。これまでのニワトリ、マウス、スッポンを用いた研究に加え、本年度では爬虫類の鱗竜類であるソメワケササクレヤモリ、コーンスネークを用いた研究を進めた。特にソメワケササクレヤモリでは本研究で得られた多くの遺伝子の中から、終脳の領域形成に関わると予想される遺伝子の発現様式を詳細に解析した。その結果、哺乳類で終脳の領野形成に関わる遺伝子のいくつかが、ヤモリでは哺乳類と大きく異なる発現様式を示すことが判明した。特に哺乳類で視床からの線維を受け取る第4層に特異的に発現する遺伝子Copu-TF1はヤモリでは新皮質相同領域には発現が見られないが、爬虫類で視床軸索が入力する背側脳室稜（DVR）に限局して発現することが判明した。このことと、平成25年度に明らかにした視床終脳路形成に関わる神経ガイド因子の発現とを併せて考えると、単弓類と竜弓類ではそれぞれ異なる神経回路形成・終脳形成機構が進化していることが明らかとなった。つまり単弓類と竜弓類でふたつの異なる脳が進化していく過程では、既存の遺伝子の使い方が変わったことで、それぞれ独自に高次中枢が獲得された可能性がある。その進化的起源を調べるため羊膜類の外群である両生類を用いて研究を行った結果、アフリカツメガエルの神経ガイド因子（Slit2等）の発現様式は哺乳類よりも爬虫類に近いことが判明した。この結果は、竜弓類の神経ガイド機構が祖先的であり、哺乳類はその系統が羊膜類の共通祖先から分岐した後に独自の神経発生機構を進化させた可能性を示唆している。
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