2019 Fiscal Year Annual Research Report

軟体動物割球特異化機構を題材にした発生システム浮動の方向性と制約の解明

Publicly Offered Research

Project Area	Evolutionary theory for constrained and directional diversities
Project/Area Number	18H04812
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	守野孔明筑波大学, 生命環境系, 助教 (20763733)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords	発生システム浮動 / 発生拘束 / 系統特異的転写因子 / 軟体動物
Outline of Annual Research Achievements	保存されたらせん卵割型発生を示す腹足類3種(カサガイ類クサイロアオガイ・ヨメガカサおよび古腹足類クロアワビ)を用いて、(1)初期発生期の転写因子発現プロファイルにどれほどの相違があるか、(2)発現プロファイルの差異に新規遺伝子群がどのように寄与するか、を明らかにすることを目指し、以下の成果をあげた。 <割球特異化機構における発生システム浮動の観察>カルテットごとのトランスクリプトームにより、クサイロアオガイ16細胞期において約20の転写因子がいずれかのカルテット特異的に発現することを解明した。更に、トランスクリプトーム解析とISH法により、クロアワビではそれらの転写因子群のうち半分ほどしか発現が保存されておらず、カサガイ類ヨメガカサにおいても、複数の遺伝子の発現パターンは異なることを明らかにした。以上より、発生パターンが保存されていても、発生経路には多くの変異が蓄積しうることを明らかにした。 <発生システム浮動を許容する発生システムについての仮説>上記のアプローチにより、カサガイ2種の16細胞期に、それぞれのカルテット系列で4-10と多数の転写因子群が発現していることが明らかになった。さらに、多数の転写因子群が発現している細胞系譜で発現プロファイルが変更されやすい傾向を見出した。このことから、冗長性が発生システム浮動を駆動する、という仮説を提唱するに至った。 <クサイロアオガイのゲノム解析の進行>本研究で着目する系統特異的転写因子は進化の過程で数を増減させやすく、冗長性を解明するためには各種での遺伝子数の把握が重要である。そこで、新学術領域の大規模解析支援を受け、基礎生物学研究所の重信教授との共同研究のもとにクサイロアオガイのゲノムシーケンスを行なった。このデータをもとにドラフトゲノムおよび遺伝子モデルの構築を行う。
Research Progress Status	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。