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動物の変態において、形態と行動の変化を調和させるメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04815
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 動物生理・行動
研究機関筑波大学

研究代表者

笹倉 靖徳  筑波大学, 生命環境系, 教授 (10400649)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード変態 / ホヤ / GABA / GnRH / 甲状腺ホルモン / 神経生物 / 形態 / 行動
研究成果の概要

動物は変態を通じて様々な側面から体を作り替える。これらの変化の正確な制御は変態の成功に必須である。変態イベントの開始・進行は神経や内分泌経路によって制御されているが、これらの因子が変態の多岐に渡る現象のタイミングを調節する仕組みはまだ分かっていない。本研究では、遊泳生のオタマジャクシ型幼生から固着性の成体へと劇的に変化を遂げるホヤを用いて、変態イベントの開始・進行を調節する仕組みの解明を行った。GABAが全変態イベントのスイッチであること、尾部吸収はGABAの下流のGnRHホルモンにより開始されること、成体構造の構築はGnRHと甲状腺ホルモンの協調的作用で進行することなどの発見をもたらした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究でホヤの変態制御因子を特定したことは、発生・生理学的に極めて重要である。変態のような変化はあらゆる動物群で見られる普遍的な特徴である。哺乳類においても思春期の時に体が大きく変化することは知られている。私たちの研究は、ホヤの重要な変態制御因子としてGnRHを特定した。GnRHは脊椎動物の第二次性徴に必須のペプチドホルモンである。つまり、ホヤの変態は脊椎動物の第二次性徴と似た機構で進行されるのである。本研究を通じ、動物が大人に至る仕組みには、GnRHというホルモンを通じた共通した機構があることが推定され、本分野の新しい理解を促す重要な学術的・社会的な意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Regulatory cocktail for dopaminergic neurons in a protovertebrate identified by whole-embryo single-cell transcriptomics.2018

    • 著者名/発表者名
      Horie T, Horie R, Chen K, Cao C, Nakagawa M, Kusakabe TG, Sasakura Y, Levine M.
    • 雑誌名

      Genes & Development

      巻: 32 号: 19-20 ページ: 1297-1302

    • DOI

      10.1101/gad.317669.118

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Germline Transgenesis in Ciona2018

    • 著者名/発表者名
      Sasakura Yasunori
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 1029 ページ: 109-119

    • DOI

      10.1007/978-981-10-7545-2_10

    • ISBN
      9789811075445, 9789811075452
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Enhancer Trap in Ciona2018

    • 著者名/発表者名
      Sasakura Yasunori
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 1029 ページ: 121-129

    • DOI

      10.1007/978-981-10-7545-2_11

    • ISBN
      9789811075445, 9789811075452
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hox-mediated endodermal identity patterns the pharyngeal muscle formation in the chordate pharynx2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida K, Nakahata A, Treen N, Sakuma T, Yamamoto T, Sasakura Y
    • 雑誌名

      Development

      巻: - ページ: 1629-1634

    • DOI

      10.1242/dev.144436

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome Editing of the Ascidian Ciona intestinalis with TALE Nuclease2017

    • 著者名/発表者名
      Sasakura Yasunori、Yoshida Keita、Treen Nicholas
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1630 ページ: 235-245

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7128-2_19

    • ISBN
      9781493971275, 9781493971282
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emerging mechanisms regulating mitotic synchrony during animal embryogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      Ogura Yosuke、Sasakura Yasunori
    • 雑誌名

      Development Growth and Differentiation

      巻: 59 号: 7 ページ: 565-579

    • DOI

      10.1111/dgd.12391

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The nervous system of the adult ascidian Ciona intestinalis Type A (Ciona robusta): Insights from transgenic animal models2017

    • 著者名/発表者名
      Osugi Tomohiro、Sasakura Yasunori、Satake Honoo
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 6 ページ: e0180227-e0180227

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0180227

    • NAID

      120007128872

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of adult organs through metamorphosis in ascidians2017

    • 著者名/発表者名
      Sasakura Yasunori、Hozumi Akiko
    • 雑誌名

      Wiley Interdisciplinary Reviews: Developmental Biology

      巻: 7 号: 2

    • DOI

      10.1002/wdev.304

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Germ cell regeneration-mediated, enhanced mutagenesis in the ascidian Ciona intestinalis reveals flexible germ cell formation from different somatic cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida K, Hozumi A, Treen N, Sakuma T, Yamamoto T, Shirae-Kurabayashi M, Sasakura Y.
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 423 号: 2 ページ: 111-125

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2017.01.022

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transcriptional regulation of a horizontally transferred gene from bacterium to chordate.2016

    • 著者名/発表者名
      Sasakura Y, Ogura Y, Treen N, Yokomori R, Park SJ, Nakai K, Saiga H, Sakuma T, Yamamoto T, Fujiwara S, Yoshida K.
    • 雑誌名

      Proc Biol Sci.

      巻: 283 号: 1845 ページ: 20161712-20161712

    • DOI

      10.1098/rspb.2016.1712

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ゲノム編集の実際2019

    • 著者名/発表者名
      笹倉 靖徳
    • 学会等名
      ホヤ研究を中心とした技術研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊索動物ホヤの変態は、GABAを介したゴナドトロピン放出ホルモンGnRHの放出制御によって開始される2018

    • 著者名/発表者名
      笹倉 靖徳
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ホヤの変態機構の研究の展開2018

    • 著者名/発表者名
      笹倉 靖徳
    • 学会等名
      第4回ホヤ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 固着により開始されるホヤの変態を司る分子メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      笹倉 靖徳
    • 学会等名
      日本付着生物学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The neuronal mechanisms that coordinate metamorphic events of ascidian2017

    • 著者名/発表者名
      笹倉 靖徳
    • 学会等名
      日本発生生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異なる組織の形態形成運動の協調がホヤ幼生の尾部を効率的に退縮させる2017

    • 著者名/発表者名
      山路 草太、笹倉 靖徳
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カタユウレイボヤにおけるHox13は、放精を制御する輸精管先端の感覚器官形成に必須である2017

    • 著者名/発表者名
      田島 由佳子、吉田 慶太、Nicholas Treen、佐久間 哲史、山本 卓、笹倉 靖徳
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cellular behaviors driving tail regression during ascidian metamorphosis2016

    • 著者名/発表者名
      Sota Yamaji, Syohei Matsunobu, Yasunori Sasakura
    • 学会等名
      第22回国際動物学会議/第87回日本動物学会沖縄大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホヤの変態メカニズムの解明に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      松延 祥平、Nicholas Treen、佐久間 哲史、山本 卓、堀江 健生、西野 敦雄、笹倉 靖徳
    • 学会等名
      ホヤ研究集会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパスシグマホール(大阪府・豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Hox1 mediated endodermal identity patterns the pharyngeal muscle formation in the ascidian, Ciona intestinalis2016

    • 著者名/発表者名
      Keita Yoshida, Nicholas Treen, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Yasunori Sasakura
    • 学会等名
      第22回国際動物学会議/第87回日本動物学会沖縄大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 筑波大学 下田臨海実験センター マリンゲノム研究室 発生遺伝学グループ

    • URL

      http://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/~sasakura/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 情動や運動機能などに重要なドーパミン神経が作られる仕組みを解明

    • URL

      http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201809211400.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Ciona intestinalis transgenic line resources

    • URL

      http://marinebio.nbrp.jp/ciona/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ホヤが細菌から獲得した遺伝子で身を守れるようになったわけ

    • URL

      http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201612210900.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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