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円口類ヌタウナギ、ヤツメウナギ半規管の進化発生学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K18594
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 進化生物学
研究機関兵庫医科大学

研究代表者

菅原 文昭  兵庫医科大学, 医学部, 講師 (00611005)

研究協力者 樋口 真之輔  
倉谷 滋  
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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード半規管 / 内耳 / ヤツメウナギ / ヌタウナギ / 発生 / 進化 / 円口類 / Otx1 / 形態進化
研究成果の概要

今回われわれは、世界で初めてヌタウナギの内耳発生の詳細な観察に成功した。また、同時にヤツメウナギの内耳も観察し、形態、遺伝子レベルでヌタウナギと比較した。その結果、顎口類の前半規管と後半規管の位置を決める発生メカニズムが、これら2種に備わっていることを発見した.さらに、第3の半規管である外側半規管について、円口類はこれをもたないものの、その検出器(膨大部稜)と相同な感覚上皮と、その情報を中枢へ伝える神経枝の存在を同定した。以上から、脊椎動物はその共通祖先の段階で、思いのほか複雑な半規管をもっていたと推定できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人間が人間について知りたいというのは人類普遍の知的好奇心のひとつである。われわれヒトの複雑なからだは、どのような進化を経て成立したのだろうか?三半規管はわれわれの平衡器官として大変重要な構造物で、めまいなどを伴う疾病にも関連の深い器官である。複雑な形態を持つ半規管の進化の過程は、これまで謎に包まれていたが、一半規管から一つずつ数を増やしてきたと単純に理解されてきた。ところが今回の我々の研究で、実際の進化はそう単純なものではなく、共通祖先の段階で多くの三半規管の構成要素をすでに持っていることがわかった。

報告書

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

    (16件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Inner ear development in cyclostomes and evolution of the vertebrate semicircular canals2018

    • 著者名/発表者名
      Higuchi Shinnosuke、Sugahara Fumiaki、Pascual-Anaya Juan、Takagi Wataru、Oisi Yasuhiro、Kuratani Shigeru
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 565 号: 7739 ページ: 347-350

    • DOI

      10.1038/s41586-018-0782-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hagfish and lamprey Hox genes reveal conservation of temporal colinearity in vertebrates2018

    • 著者名/発表者名
      Pascual-Anaya J, Sato I, Sugahara F, Higuchi S, Paps J, Ren Y, Takagi W, Ruiz-Villalba A, Ota KG, Wang W, Kuratani S.
    • 雑誌名

      Nat Ecol Evol.

      巻: 2 号: 5 ページ: 859-866

    • DOI

      10.1038/s41559-018-0526-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconstructing the ancestral vertebrate brain.2017

    • 著者名/発表者名
      Sugahara F, Murakami Y, Pascual-Anaya J, Kuratani S.
    • 雑誌名

      Dev Growth Differ.

      巻: 59(4) 号: 4 ページ: 163-174

    • DOI

      10.1111/dgd.12347

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconstructing the ancestral vertebrate brain2017

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Sugahara, Yasunori Murakami, Juan Pascual-Anaya & Shigeru Kuratani
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the vagal cardiac nerves, with special reference to the early evolution of the head-trunk-interface.2016

    • 著者名/発表者名
      Higashiyama, H., Hirasawa, T., Oisi, Y., Sugahara, F., Hyodo, S., Kanai, Y., and Kuratani, S.
    • 雑誌名

      J. Morphol.

      巻: 277 号: 9 ページ: 1146-1158

    • DOI

      10.1002/jmor.20563

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 小脳の領域化と、小脳特異的なニューロンの発生プログラムの起源と進化2018

    • 著者名/発表者名
      Sugahara Fumiaki, Pascual-Anaya Juan, Kuratani Shigeru, Murakami Yasunori
    • 学会等名
      日本動物学会 第89回札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hox genes of the last common ancestor of vertebrates were expressed following whole-cluster temporal collinearity2018

    • 著者名/発表者名
      Pascual-Anaya Juan, Sato Iori, Sugahara Fumiaki, Higuchi Shinnosuke, Paps Jordi, Yandong Ren, Takagi Wataru, Ruiz-Villalba Adrián, Ota G. Kinya, Wang Wen, Kuratani Shigeru
    • 学会等名
      Joint Annual Meeting of 61st JSDB and 70th JSCB
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 円口類の解析からみえてくる小脳の進化的起源2018

    • 著者名/発表者名
      菅原文昭、Juan Pascual-Anaya、倉谷滋、村上安則
    • 学会等名
      第8回 Tokyo Vertebrate Morphology Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 円口類の比較発生学的解析から探る三半規管の進化2017

    • 著者名/発表者名
      菅原 文昭, 樋口 真之輔, 大石 康博, 高木 亙, 佐藤 昇, 倉谷 滋
    • 学会等名
      日本解剖学会年大会
    • 発表場所
      長崎大学医学部(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular developmental plan of cyclostome hindbrain: towards2017

    • 著者名/発表者名
      Sugahara Fumiaki, Pascual-Anaya Juan, Kuratani Shigeru, Murakami Yasunori
    • 学会等名
      The 29th CDB Meeting "Mavericks, new models in developmental biology"
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 円口類から探る、小脳神経細胞獲得のための分子機構の初期進化2017

    • 著者名/発表者名
      菅原 文昭, Juan Pascual-Anaya, 村上 安則, 倉谷 滋
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 脊椎動物における終脳発生機構の進化的変遷2017

    • 著者名/発表者名
      河原 萌恵, 奥村 光祐, 楠原 佑基, 菅原 文昭, 工樂 樹洋, 倉谷 滋, 村上 安則
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 円口類研究から明らかになる脊椎動物甲状腺の進化史2017

    • 著者名/発表者名
      高木 亙, 菅原 文昭, Juan Pascual-Anaya, 大石 康博, 樋口 真之輔, 倉谷 滋
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 脊椎動物の内耳の進化:円口類の比較発生学的解析から2017

    • 著者名/発表者名
      樋口 真之輔, 菅原 文昭, 高木 亙, 大石 康博, 倉谷 滋
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Hox genes and clusters from the hagfish: insights into the vertebrate ancestor2017

    • 著者名/発表者名
      Pascual-Anaya Juan, Sato Iori, Sugahara Fumiaki, Takagi Wataru, Higuchi Shinnosuke, Kuratani Shigeru
    • 学会等名
      The 50th annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of the inner ear in cyclostomes and its implication to the evolutionary origin of the semicircular canals2016

    • 著者名/発表者名
      Higuchi Shinnosuke, Sugahara Fumiaki, Oisi Yasuhiro, Kuratani Shigeru
    • 学会等名
      22nd International Congress of Zoology
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県恩納村)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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