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円口類ヤツメウナギの神経進化発生学的研究による脊椎動物中脳の進化的起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J00621
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 進化生物学
研究機関筑波大学

研究代表者

鈴木 大地  筑波大学, 生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード進化発生学 / ヤツメウナギ / 中脳 / 外眼筋 / 進化 / 神経発生
研究実績の概要

目的 : 本研究は、脊椎動物の中脳の進化的起源を、進化発生学的に解明することを目的としている。そこで祖先的な形質を保存しているヤツメウナギの脳発生について、神経構造や分子的な発生メカニズムの解析を試みた。以下に本年度の主な結果について記述する。
1. 神経構造解析:幼生期および成体の脳を露出させ、神経ラベリングを行う実験系を確立した。その結果、幼生期では視蓋ニューロンの分化が未熟であり、視覚入力ではなく聴側線・体性感覚入力が優占していることが明らかとなった。
2. 遺伝子発現解析:GABA作動性ニューロンのマーカー遺伝子Slc32の遺伝子発現解析を行ったところ発生期中脳では発現していなかったのに対し、アンモシーテス幼生期・変態期・成体の視蓋でVGLUTとSlc32の発現が見られた。この結果は、中脳視蓋において幼生期からGABA作動性ニューロンの分化が始まっていることを示している。
3. 外眼筋の発生メカニズムの解析:視覚系における重要な要素である外眼筋の発生メカニズムについて解析を行ったところ、基本的な外眼筋発生メカニズムはヤツメウナギでも保存されており、脊椎動物の共通祖先ですでに獲得されていることがわかった。またヤツメウナギにおいては、外眼筋の分化は幼生期・変態期を通じて長い期間で行われることがわかった。
これらの結果から、変態期において中脳構造は大規模に改変されるものの、既に幼生期には、中脳構造の改変が始まっていることが明らかとなった。これは「ヤツメウナギは発生期と変態期で2段階の中脳発生をする」という当初の想定と異なっている。実際のヤツメウナギの中脳発生は、少なくとも発生期、幼生期(成長過程)、変態期と多段階的に起きている可能性があることを示唆している。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Comparative morphology and development of extra-ocular muscles in the lamprey and gnathostomes reveal the ancestral state and developmental patterns of the vertebrate head.2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki D*, Fukumoto Y, Yoshimura M, Yamazaki Y, Kosaka J, Kuratani S, Wada H.
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 2 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1186/s40851-016-0046-3

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 脊椎動物の視覚系の進化2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 大地、和田 洋
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 66 ページ: 222-227

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Expression patterns of Eph genes in the “dual visual development” of the lamprey and their significance in the evolution of vision in vertebrates2015

    • 著者名/発表者名
      Daichi G. Suzuki, Yasunori Murakami, Yuji Yamazaki, Hiroshi Wada
    • 雑誌名

      Evolution & Development

      巻: 17 号: 2 ページ: 139-147

    • DOI

      10.1111/ede.12119

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A comparative examination of neural circuit and brain patterning between the lamprey and amphioxus reveals the evolutionary origin of the vertebrate visual center2015

    • 著者名/発表者名
      Daichi G. Suzuki, Yasunori Murakami, Hector Escriva, Hiroshi Wada
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 523 号: 2 ページ: 251-261

    • DOI

      10.1002/cne.23679

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Dual (or two-step) development of the lamprey midbrain tectum2016

    • 著者名/発表者名
      Daichi G. Suzuki, Yasunori Murakami, Hiroshi Wada
    • 学会等名
      8th European Conference on Comparative Neurobiology
    • 発表場所
      ドイツ、ミュンヘン
    • 年月日
      2016-04-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beyond the dichotomy of individual and kind: The persistently reproducible module (PRM) theory of homology2015

    • 著者名/発表者名
      Daichi G. Suzuki, Senji Tanaka
    • 学会等名
      International Society for the History, Philosophy, and Social Studies of Biology (ISHPSSB)
    • 発表場所
      カナダ、モントリオール
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 進化発生学における形態進化の説明の枠組み2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 大地
    • 学会等名
      『科学基礎論学会2015年総会と講演会』ワークショップ「生物のかたちづくりの科学理論とその分析」
    • 発表場所
      北海道教育大学、北海道、札幌市
    • 年月日
      2015-06-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヤツメウナギ外眼筋発生から見た脊椎動物の頭部の進化2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 大地、和田 洋
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 発表場所
      宮城県仙台市(東北大学川内キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The evolutionary origin of the vertebrate midbrain2014

    • 著者名/発表者名
      Daichi G. Suzuki, Yasunori Murakami, Hiroshi Wada
    • 学会等名
      Euro Evo Devo 2014
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2014-07-22 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複合システムとしての視覚系と脊椎動物の視覚系進化2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木大地
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 発表場所
      つくば、筑波大学
    • 年月日
      2013-08-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] "Dual visual development" in lampreys and the midbrain as a novel brain region in vertebrates2013

    • 著者名/発表者名
      Daichi G. Suzuki
    • 学会等名
      European conference of comparative neurology
    • 発表場所
      ブダペスト、ハンガリー
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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