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脊椎動物におけるBrachyuryの遺伝子重複がもつ進化発生学的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K21559
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 進化生物学
発生生物学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2018)
沖縄科学技術大学院大学 (2016-2017)

研究代表者

安岡 有理  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (70724954)

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)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード発生 / 進化 / ゲノム / 遺伝子重複 / 転写因子 / 遺伝子発現制御 / 機能分化 / ゲノム進化 / 脊索
研究成果の概要

脊索形成のマスター遺伝子であるBrachyuryの遺伝子レパートリー・初期胚における発現様式・発現制御機構・分子機能について、パラログ間での機能分化に着目した比較解析を行った。その結果、脊椎動物共通祖先における2回の全ゲノム重複によって生じたBrachyuryパラログBra・Ntl・Tbx19のうち、Ntlは繰り返し様々な系統で独立に喪失しており、その理由を初期胚における冗長的な発現に見出した。パラログ間の機能分化をもたらした発現制御機構を明らかにすると同時に、脊索での発現を失ったパラログも一定のコンピテンスを備えていることを見出した。これらの結果から重複遺伝子進化の一般原則を導き出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

特定の遺伝子の数が増加する遺伝子重複は、生命進化の大きな原動力の一つと考えられている。重複した遺伝子群は、祖先的な機能を維持しながら、新規機能の獲得や役割分担を経て、より複雑な仕組みを作り上げる。一方で、遺伝子重複は時に生命維持のバランスを崩すことにもつながり、疾患の原因となることもある。
本研究は脊索という我々脊椎動物の初期発生過程に不可欠な組織の形成を担うBrachyury遺伝子の重複遺伝子群の成り立ちや役割を、様々な動物間で比較することで、重複遺伝子の進化原理に迫った。Brachyury遺伝子の重複や変異が原因の一つとなるヒト悪性腫瘍(脊索腫)の理解にもつながる画期的な成果である。

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

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] De novo transcription of multiple Hox cluster genes takes place simultaneously in early Xenopus tropicalis embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo Mariko、Matsuo Megumi、Igarashi Kento、Haramoto Yoshikazu、Yamamoto Takayoshi、Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 8

    • DOI

      10.1242/bio.038422

    • 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
  • [雑誌論文] Microinjection of DNA Constructs into Xenopus Embryos for Gene Misexpression and cis-Regulatory Module Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Cold Spring Harbor Protocols

      巻: 2019 号: 1 ページ: pdb.prot097279-pdb.prot097279

    • DOI

      10.1101/pdb.prot097279

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Molecular Basis of the Gastrula Organizer in Amphibians and Cnidarians2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Reproductive and Developmental Strategies. Diversity and Commonality in Animals (Book)

      巻: - ページ: 667-708

    • DOI

      10.1007/978-4-431-56609-0_31

    • ISBN
      9784431566076, 9784431566090
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorylation states change Otx2 activity for cell proliferation and patterning in the Xenopus embryo2018

    • 著者名/発表者名
      Satou Yumeko、Minami Kohei、Hosono Erina、Okada Hajime、Yasuoka Yuuri、Shibano Takashi、Tanaka Toshiaki、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 号: 5 ページ: 159640-159640

    • DOI

      10.1242/dev.159640

    • 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] High variability of expression profiles of homeologous genes for Wnt, Hh, Notch, and Hippo signaling pathways in Xenopus laevis.2017

    • 著者名/発表者名
      Michiue T, Yamamoto T, Yasuoka Y, Goto T, Nakayama T, Nagura K, Ikeda T, Taira M, Kinoshita T
    • 雑誌名

      Dev. Biol.

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 270-290

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2016.12.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Conservatism and variability of gene expression profiles among homeologous transcription factors in Xenopus laevis.2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, M., Yasuoka, Y., Mawaribuchi, S., Kuretani, A., Ito, M., Kondo, M., Ochi, H., Ogino, H., Fukui, A., Taira, M. and Kinoshita, T.
    • 雑誌名

      Dev. Biol.

      巻: 426 号: 2 ページ: 301-324

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2016.09.017

    • 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
  • [雑誌論文] Foxh1 Occupies cis-Regulatory Modules Prior to Dynamic Transcription Factor Interactions Controlling the Mesendoderm Gene Program.2017

    • 著者名/発表者名
      Rebekah M. Charney, Elmira Forouzmand, Jin Sun Cho, Jessica Cheung, Kitt D. Paraiso, Yuuri Yasuoka, Shuji Takahashi, Masanori Taira, Ira L. Blitz, Xiaohui Xie, and Ken W.Y. Cho.
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 40 号: 6 ページ: 595-607

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2017.02.017

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The chordate ancestor possessed a single copy of the Brachyury gene for notochord aquisition2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue, J., Yasuoka, Y., Takahashi, H. Satoh, N.
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 3 号: 1 ページ: 4-4

    • DOI

      10.1186/s40851-017-0064-9

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Genome evolution in the allotetraploid frog Xenopus laevis2016

    • 著者名/発表者名
      Session AM, Uno Y, Kwon T, Chapman JA, Toyoda A et al.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 538 号: 7625 ページ: 336

    • DOI

      10.1038/nature19840

    • NAID

      120006240046

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/7cb1b606-b88e-4144-9b58-280a85c3c635

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Mesoderm-Forming Gene brachyury Regulates Ectoderm-Endoderm Demarcation in the Coral Acropora digitifera2016

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka, Chuya Shinzato, Noriyuki Satoh
    • 雑誌名

      Curent Biology

      巻: 26 号: 21 ページ: 2885-2892

    • DOI

      10.1016/j.cub.2016.08.011

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Complex evolution of brachyury paralogs during vertebrate notochord development2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      第46回内藤コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脊椎動物の脊索発生におけるBrachyuryパラログの複雑な進化2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理、佐藤矩行
    • 学会等名
      第20回日本進化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 進化学の視点がリプログラミング研究にどう貢献できるか?2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第10回EvoDevo青年の会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ネッタイツメガエル胚発生における転写因子ー標的遺伝子関係の揺らぎ測定2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第12回XCIJ首都圏支部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Keratan sulfate produces “water bags” in embryos2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka
    • 学会等名
      第51回日本発生生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Xenopus胚でCRISPRi (dCas9)は有効か?2017

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第3回次世代両生類研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Independent subfunctionalization of brachyury paralogs in vertebrate lineages2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Independent subfunctionalization of brachyury paralogs in vertebrate lineages2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      The 29th CDB meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞運動非依存的な脊索の自律的形態形成メカニズムを探る2017

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第10回日本ツメガエル研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 年に一度のサンゴ胚を用いた遺伝子機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第3回ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Independent subfunctionalization of brachyury paralogs in vertebrate lineages2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      第50回日本発生生物学会年会
    • 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Brachyuryの遺伝子重複がもつ 進化的意義2016

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第10回日本ツメガエル研究集会
    • 発表場所
      OISTシーサイドハウス(沖縄県国頭郡恩納村)
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] The mesoderm-forming gene, brachyury, regulates ectoderm-endoderm demarcation in a diploblast, the coral, Acropora digitifera2016

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka, Chuya Shinzato, and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      第22回国際動物学会議・第87回日本動物学会合同大会
    • 発表場所
      宜野湾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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