2014 Fiscal Year Annual Research Report
非モデル動物を用いた海産無脊椎動物幼生の進化に関する比較発生学的研究
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26711022
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
中野 裕昭 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (70586403)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 幼生 / 進化 / 発生 / 平板動物 / 珍渦虫 / 棘皮動物 / 扁形動物 / 後生動物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の研究技術の革新により、様々な動物の成体組織間の進化的関係性は続々と明らかになっている。しかし、海産無脊椎動物の幼生に関しては、その相同性や起源がほとんど解明されていない。新口動物のディプリュールラ型幼生と旧口動物のトロコフォア幼生が共通祖先由来の相同な発生段階なのか、収斂進化の結果なのか、諸説が入り乱れている。その要因の一つとして、発生学的データの不足が挙げられ、系統学的に重要な位置を占めながら発生の報告が非常に少ない種も未だに存在する。本研究では、ウミユリと珍渦虫、及び平板動物と扁形動物に対し形態学的研究、時空間的遺伝子発現解析を行い、後生動物の幼生の進化や起源について新たな知見を得るのが目的である。
本年度は、扁形動物に関しては、研究協力者に扁形動物の１種の発生ステージを提供して頂き、それから得られたRNA-seqデータの解析を開始した。
平板動物に関しては、推定される繁殖時期に胚が観察された。平板動物は門全体としても卵割胚までしか報告が無く、日本産の平板動物で得られた胚は貴重なサンプルである。これらの胚は固定して、得られた固定胚の観察も行った。また、発生制御遺伝子等のクローニングも開始した。
珍渦虫に関しては、繁殖時期に寒波の影響で世界で唯一定期的な採集が可能なスウェーデンで採集が行えなかった。そのため、以前作製した固定胚の解析を行った。
棘皮動物門有柄ウミユリ類トリノアシに関しては、繁殖時期に採集を行ったものの、成熟した個体がほとんど得られず、今年度は受精卵の大量取得は行えなかった。しかし、得られた成体を用いて、発生制御遺伝子等のクローニングを開始した。また、過去に作製した固定胚の形態学的観察も実施した。
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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
扁形動物に関しては、所属機関である筑波大学下田臨海実験センターにおいて、研究協力者が実験室内での継代飼育に成功していることから、各発生ステージの入手が可能であり、おおむね順調に進んでいる。
平板動物に関しても胚の入手には成功しており、個体発生過程の形態学的観察が進んでいる。
珍渦虫に関しては、生殖時期に成熟した個体、及び新しい幼生の獲得はできなかったが、過去に作製した固定胚の解析を進めることで、形態学的観察は進んでいる。
棘皮動物門有柄ウミユリ類トリノアシに関しては、繁殖時期に採集を行ったものの、成熟した個体がほとんど得られず、受精卵の大量取得は行えなかった。しかし、過去に作製した固定胚の形態学的観察が進んでいる。
全体として、遺伝子発現解析が可能になるような各発生ステージの大量固定は行えていない種が多いものの、過去に作製した固定胚等を用いることで、形態学的観察は一部で当初の計画以上に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も各種において、それぞれの繁殖時期に多くの成熟した個体を採集することで、各発生ステージの大量入手を試みる。その新しく作製した固定胚、及び過去に作製した固定胚を用いて、形態学的観察を続けていく。
遺伝子発現解析用に充分な数の幼生が得られない可能性も考えられるので，その場合は、興味深い挙動を示すと推測される発生制御関連遺伝子等に着目し、その遺伝子をクローニングし、少数のサンプルで可能な手法を用いることで、その遺伝子発現パターンを調べ、他種と比較したい。
平板動物は分裂による無性生殖も活発に行うため、下田で採集した個体同士では遺伝的に近縁過ぎて有性生殖が誘起されにくい可能性も考えられる。日本国内では過去に沖縄県や和歌山県からも採集の報告があるので、他所の集団と下田の集団とでの交配を試行して、多くの胚の入手を目指す。
珍渦虫は世界で唯一定期的に採集可能なのがスウェーデン西海岸であるが、厳しい寒波の際には繁殖時期中の採集が不可能になってしまう。これを避けるため、日本国内を始めとした、スウェーデン以外に生息する珍渦虫集団を探索したい。
遺伝子発現解析用に充分な数の幼生の入手が困難な場合は、各種でゲノムを解読することで、遺伝子の有無等から発生、幼生の進化を解明することも視野に入れている。
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| Causes of Carryover |
所属機関である筑波大学下田臨海実験センターが改修工事が予定されていた期間よりも延長されたため、工事とそれにともなう研究室の引越が完了するまで、計画していた実験を実施できなかった。また、改修工事中の部屋への機器の納入も不可能であったため、その購入を延期し、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
改修工事は現在終了しているため、延期していた機器の購入を予定している。また、延期していた実験で用いる遺伝子実験用の試薬、動物飼育用の器具などの消耗品の支出も予定している。そして、これまでに得られている結果を学会で発表するための旅費も予定している。このため、未使用額はこれらの経費に充てることとしたい。
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[Presentation] 珍渦虫とは何なのか2014
Author(s)
中野裕昭
Organizer
第３０回国際生物学賞記念シンポジウム
Place of Presentation
国立科学博物館（東京都台東区）
Year and Date
2014-12-02 – 2014-12-03
Invited
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