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脳はどこから来てどこへ行くのか;終脳発生機構の進化的変遷

研究課題

研究課題/領域番号 17K07059
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関愛媛大学

研究代表者

村上 安則  愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (50342861)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード脳 / 進化 / 遺伝子 / 脊椎動物 / 発生 / 発生・分化 / 終脳
研究成果の概要

本研究は脊椎動物における最高次の脳中枢である終脳の進化的変遷を探るべく、脊椎動物の全系統を網羅し脳の形態と回路形成に関わる発生機構の解析を進めた。その結果、終脳のパターニングに関わる分子機構の多くが円口類ヤツメウナギや軟骨魚類のサメで見られた一方で、条鰭魚類のナマズでは一部の遺伝子発現様式が変化していることが明らかになった。さらに脳の多様化の鍵を握る遺伝子について、新規な脳領域であるナマズの顔面葉の発生には、FGFやWNTなどの分子シグナルが関わることが判明した。したがって、脊椎動物の脳は最初期の段階で基本発生機構が確立され、一部の系統で発生機構の改変によって多様化してきたと考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々の意識の源であり、自分自身そのものともいえる脳がどのようにして進化してきたのかは、一般の人々にとってもたいへん興味深いテーマである。本研究では脳の起源と多様化の仕組みを明らかにすることで、一般の人々の興味にも応えられる研究成果を得た。この結果について、その他の動物の脳の知見もまとめつつ、高校生以上を対象にした書籍「遺伝子から解き明かす脳の不思議な世界(一色出版)」として出版することで、国民に脳の進化過程についてわかりやすく紹介することができた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] FGF- and SHH-based molecular signals regulate barbel and craniofacial development in catfish.2019

    • 著者名/発表者名
      Itoyama T, Fukui M, Kawaguchi M, Kaneko S, Sugahara F, Murakami Y
    • 雑誌名

      Zoological letters

      巻: 5 号: 1 ページ: 19-19

    • DOI

      10.1186/s40851-019-0135-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atlas of the telencephalon based on cytoarchitecture, neurochemical markers, and gene expressions in Rhinogobius flumineus [Mizuno, 1960].2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi M, Hagio H, Yamamoto N, Matsumoto K, Nakayama K, Akazome Y, Izumi H, Tsuneoka Y, Suto F, Murakami Y, Ichijo H.
    • 雑誌名

      J Comp Neurol.

      巻: 527 号: 4 ページ: 874-900

    • DOI

      10.1002/cne.24547

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Egg structure and outline of embryonic development of the basal mantodean, Metallyticus splendidus Westwood, 1835 (Insecta, Mantodea, Metallyticidae).2018

    • 著者名/発表者名
      Fukui M, Fujita M, Tomizuka S, Mashimo Y, Shimizu S, Lee CY, Murakami Y, Machida R.
    • 雑誌名

      Arthropod Struct Dev.

      巻: 47(1) 号: 1 ページ: 64-73

    • DOI

      10.1016/j.asd.2017.11.001

    • 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] Expression patterns of Sema3A in developing amniote limbs: With reference to the diversification of peripheral nerve innervation.2017

    • 著者名/発表者名
      Noguchi K, Ishikawa R, Kawaguchi M, Miyoshi K, Kawasaki T, Hirata T, Fukui M, Kuratani S, Tanaka M, Murakami Y.
    • 雑誌名

      Dev Growth Differ.

      巻: 59(4) 号: 4 ページ: 270-285

    • DOI

      10.1111/dgd.12364

    • 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] 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] Evolutionary mechanisms that generate morphology and neural-circuit diversity of the cerebellum.2017

    • 著者名/発表者名
      Hibi M, Matsuda K, Takeuchi M, Shimizu T, Murakami Y.
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 228-243

    • DOI

      10.1111/dgd.12349

    • NAID

      120006406681

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The role of signaling molecules in the evolution of the vertebrate brain2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami Y
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脊椎動物の脳における新規構造の獲得2019

    • 著者名/発表者名
      村上安則
    • 学会等名
      日本動物学会 第90回大阪大会シンポジウム 動物形態のパターン形成:アロモルフォーゼ再考
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊椎動物の高次中枢の起源2019

    • 著者名/発表者名
      村上安則
    • 学会等名
      日本進化学会シンポジウム こころの進化の神経基盤
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脊椎動物の脳の起源と新規領域の獲得2019

    • 著者名/発表者名
      村上安則
    • 学会等名
      121回日仏生物学会例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鰓弓神経の起源と進化2019

    • 著者名/発表者名
      村上安則
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナマズ目の顔面葉形成に関わる分子機構2018

    • 著者名/発表者名
      金子紗希, 舞田穂波, 川中寅生, 糸山達哉, 村上安則.
    • 学会等名
      第8回Tokyo Vertebrate Morphology Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 円口類ヤツメウナギの脳に関する進化発生学的研究2018

    • 著者名/発表者名
      村上安則
    • 学会等名
      動物進化研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ナマズ(Silurus Asotus)の顔面葉の発生起源とその形成機構2018

    • 著者名/発表者名
      金子紗希, 糸山達哉, 川中寅生, 村上安則.
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Origin and evolution of the cerebellum.2018

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Murakami
    • 学会等名
      The 75th FUJIHARA seminar
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 円口類の神経発生から解き明かす脳の起源と多様化2017

    • 著者名/発表者名
      村上安則
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 爬虫類の終脳発生と軸索投射に関わる分子機構:羊膜類の終脳形成機構の進化2017

    • 著者名/発表者名
      有田光宏, 原田千春, 平尾綾子, 土佐靖彦, 村上安則
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ナマズ目の顔面葉形成におけるシグナル分子の役割:菱脳の多様化に関わる分子機構2017

    • 著者名/発表者名
      金子紗希, 川中寅生, 舞田穂波, 糸山達哉, 村上安則
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ナマズ(Silurus asotus)の脳形成に関わるシグナル分子の役割2017

    • 著者名/発表者名
      金子紗希, 川中寅生, 舞田穂波, 糸山達哉, 村上安則
    • 学会等名
      第38回菅平動物学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ソメワケササクレヤモリ(Paroedura picta)の終脳形成に関わる分子基盤;羊膜類の終脳発生機構の起源と進化2017

    • 著者名/発表者名
      有田光宏, 今井ひとみ, 平尾綾子, 土佐靖彦, 村上安則
    • 学会等名
      第38回菅平動物学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トラザメ(Scyliorhinus torazame) とナマズ(Silurus asotus)の終脳形成機構とその進化的変遷2017

    • 著者名/発表者名
      河原萌恵, 菅原文昭, 菅原由貴, 倉谷滋,村上安則
    • 学会等名
      第38回菅平動物学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 脊椎動物の小脳の起源と構造 Clinical Neuroscience 小脳学習説 Marr-Albus-Ito理論の50年2019

    • 著者名/発表者名
      村上安則
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] ストラスブールでの生活 日仏生物学会誌第58巻2019

    • 著者名/発表者名
      村上安則
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      日仏生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 遺伝子から解き明かす脳の不思議な世界2019

    • 著者名/発表者名
      滋野修一(編著)、野村真(編著)、村上安則(編著)
    • 総ページ数
      520
    • 出版者
      一色出版
    • ISBN
      4909383050
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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