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陸上進出による酸素ストレスが生み出した四肢形態の進化

Research Project

Project/Area Number 19F19385
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 44020:Developmental biology-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田中 幹子  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (40376950)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) CORDEIRO INGRID  東京工業大学, 生命理工学院, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-11-08 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords進化発生
Outline of Research at the Start

We previously identified that environmental oxygen affects the oxygen tension in the interdigital tissue, increasing ROS production. However, it is unclear how do the Bmp signals, responsible for defining cell death areas in amniote limbs, interact with the ROS-dependent pathways. Thus, while several nodes of cell death regulation have been identified during limb development, their relation to each other is still unknown. In this project, we aim to elucidate this issue which allowing us to understand the molecular basis for the evolution of interdigital cell death in amniotes.

Outline of Annual Research Achievements

近年、我々は、四肢動物の進化の過程で出現した指間細胞死には、大気中の「酸素」に由来する活性酸素種が必須なことを明らかにしてきた。この成果は、疾患の発症に深く関連する酸化ストレスが、個体発生の可塑的変化を引き起こすだけでなく、形態進化を導くことを示唆していた。本研究では、酸化ストレスによって獲得されたとされる指間細胞死による発生プロセスの進化の過程を理解することを目的として、(a) 爬虫類胚を題材に肢芽の形態パターンのメカニズムを明らかにし、さらに (b) 羊膜類ニワトリ胚を題材に指間細胞死の制御を理解することを試みた。その結果、(a) 前後軸方向に非対称なユニークな水かきをもつ爬虫類胚の肢芽の形態パターンが、水かきをつくる鳥類(アヒル)や哺乳類(コウモリ)の指間で強く発現することで、Bmp を抑制して、指間細胞死を阻害する Gremlin の発現の変化ではなく、指先端での Bmp シグナルの非対称な発現による骨分化タイミングの違いによって形成される事例を明らかにした (Cordeiro et al., under revision)。さらに、(b) ニワトリ胚の指間細胞死の制御が、チオレドキシンシステムによる AP-1 ファミリー転写因子 MafB のレドックス制御が、ニワトリの肢芽の細胞死制御に関わっている可能性を明らかにした(未発表)。また、酸素と形態進化に関する総説を発表した(Cordeiro and Tanaka, under revision)。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ハーバード大学(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] 水面の壁を越える-大気中の酸素が形をつくるしくみ2020

    • Author(s)
      田中幹子
    • Journal Title

      比較内分泌学

      Volume: 46 Pages: 89-91

    • NAID

      130007854020

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 外的要因による四肢の発生プログラムの可塑的変化2020

    • Author(s)
      田中幹子
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 大気中の酸素がもたらす細胞死機構の解明2020

    • Author(s)
      小野沙桃実、Ingrid Rosenburg Cordeiro、岸田治、田中幹子
    • Organizer
      日本動物学会関東支部第72回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 水面の壁を超える-大気中の酸素が形をつくるしくみ2019

    • Author(s)
      田中幹子
    • Organizer
      第44回日本比較内分泌学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 東京工業大学 生命理工学院 田中幹子研究室

    • URL

      http://www.evodevo.bio.titech.ac.jp/

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-11-29   Modified: 2024-03-26  

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