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獲得・喪失・収斂に見る新規形態創出メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 18H02446
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関東北大学

研究代表者

田村 宏治  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70261550)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード収斂 / 獲得 / 新奇形質 / 共有派生形質 / 発生 / 進化 / 形態進化 / 形態形成
研究成果の概要

「ある動物グループに固有かつ共通の転調節配列が作用する形態形成メカニズムが、共有派生形質を生み出す」という概念を、新奇形質の獲得とその喪失さらに収斂という現象に対して実証していくことを目的とした。多種の全ゲノム配列が利用可能で(申請者の 自の系として)複数種の動物胚を入手できる鳥類を中心として、比較ゲノム解析とRNAseqを併用して候補配列と遺伝子を絞り込み、複数の鳥類胚および脊椎動物胚を用いて機能解析するという手法を用いた。鳥類の中で収斂形態である水かきの形成を主導する転調節配列とその近傍遺伝子に関して解析し、また魚類に関しても研究を行い、ヒレという新奇形質の成立に関する新規仮説を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「特徴的な共有派生形質」「豊富なゲノム配列情報」「形態形成メカニズム解析系」が必要となる学術研究分野において、本研究では全ゲノム配列が解読されている種数が脊椎動物の中で最も多い動物群である「鳥類綱」を主に用いた。鳥類は、飛翔に特化した形態を固有に進化させているなど、特徴的な形質を多数もっており、本研究ではニワトリ胚に加え、複数種の鳥類胚を用いることで独自性の高い成果をもたらした。
本研究目的が達成されることで新しい概念が実証でき、それ自体意義が高い。さらに、固有かつ共通のゲノム配列と遺伝子発現解析から候補配列を絞り込み、胚を用いて候補遺伝子と配列の機能解析を行う、という方法論が構築できた。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Developmental independence of median fins from the larval fin fold revises their evolutionary origin.2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Miyamoto, Koichi Kawakami, Koji Tamura, Gembu Abe
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 22 号: 1 ページ: 7521-7521

    • DOI

      10.1038/s41598-022-11180-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thalidomide and its metabolite 5‐hydroxythalidomide induce teratogenicity via the cereblon neosubstrate PLZF2021

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Satoshi、Murai Hidetaka、Saito Daisuke、Abe Gembu、Tokunaga Etsuko、Iwasaki Takahiro、Takahashi Hirotaka、Takeda Hiroyuki、Suzuki Takayuki、Shibata Norio、Tamura Koji、Sawasaki Tatsuya
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 40 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.15252/embj.2020105375

    • 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] Envelopment by endothelial cells initiates translocation of avian primordial germ cell into vascular tissue2021

    • 著者名/発表者名
      Murai Hidetaka、Shibuya Minami、Kishita Ryohei、Sunase Chihiro、Tamura Koji、Saito Daisuke
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: - 号: 10 ページ: 1410-1419

    • DOI

      10.1002/dvdy.332

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light‐induced local gene expression in primary chick cell culture system2021

    • 著者名/発表者名
      Kitajima Keiichi、Kawahira Naofumi、Lee Sang‐Woo、Tamura Koji、Morishita Yoshihiro、Ohtsuka Daisuke
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 63 号: 3 ページ: 189-198

    • DOI

      10.1111/dgd.12721

    • 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] Insights regarding skin regeneration in non-amniote vertebrates: Skin regeneration without scar formation and potential step-up to a higher level of regeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Abe Gembu、Hayashi Toshinori、Yoshida Keigo、Yoshida Takafumi、Kudoh Hidehiro、Sakamoto Joe、Konishi Ayumi、Kamei Yasuhiro、Takeuchi Takashi、Tamura Koji、Yokoyama Hitoshi
    • 雑誌名

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      巻: 100 ページ: 109-121

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2019.11.014

    • 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] Regrowth of zebrafish caudal fin regeneration is determined by the amputated length2020

    • 著者名/発表者名
      Uemoto Toshiaki、Abe Gembu、Tamura Koji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-57533-6

    • 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] Zebrafish can regenerate endoskeleton in larval pectoral fin but the regenerative ability declines2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Keigo、Kawakami Koichi、Abe Gembu、Tamura Koji
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 463 号: 2 ページ: 110-123

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2020.04.010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pattern of fin rays along the antero-posterior axis based on their connection to distal radials2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada Hiroki、Uemoto Toshiaki、Tanaka Yoshitaka、Honda Yuki、Kitajima Keiichi、Umeda Tetsuya、Kawakami Atsushi、Shinya Minori、Kawakami Koichi、Tamura Koji、Abe Gembu
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40851-019-0145-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Homeobox code model of heterodont tooth in mammals revised2019

    • 著者名/発表者名
      Wakamatsu Yoshio、Egawa Shiro、Terashita Yukari、Kawasaki Hiroshi、Tamura Koji、Suzuki Kunihiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 12865-12865

    • DOI

      10.1038/s41598-019-49116-x

    • 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] Morphogenetic mechanism of the acquisition of the dinosaur-type acetabulum2018

    • 著者名/発表者名
      Egawa Shiro、Saito Daisuke、Abe Gembu、Tamura Koji
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 5 号: 10 ページ: 180604-180604

    • DOI

      10.1098/rsos.180604

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flight feather development: its early specialization during embryogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Kondo Mao、Sekine Tomoe、Miyakoshi Taku、Kitajima Keiichi、Egawa Shiro、Seki Ryohei、Abe Gembu、Tamura Koji
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 4 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40851-017-0085-4

    • 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
  • [学会発表] ゲノム比較と発生学的手法を用いたアプローチから脊椎動物の形態進化を考察する2019

    • 著者名/発表者名
      関谷洸、宮腰拓、米井小百合、阿部玄武、田中良和、牧野能士、田村宏治
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comparative genomics and developmental biological approaches on morphological evolution in vertebrates.2019

    • 著者名/発表者名
      関谷洸、宮腰拓、米井小百合、阿部玄武、田中良和、牧野能士、田村宏治
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comparative genomics and developmental biological approaches on morphological evolution in vertebrates2019

    • 著者名/発表者名
      関谷洸, 宮腰拓, 米井小百合, 阿部玄武, 田中良和, 牧野能士, 田村宏治
    • 学会等名
      第42回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] 鳥類始原生殖細胞が持つ微絨毛の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      玉木恵, 村井英隆, 米井小百合, 阿部玄武, 田村宏治, 齋藤大介
    • 学会等名
      第42回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] ゲノム比較と発生学的手法を用いたアプローチから脊椎動物の形態進化を考察する2019

    • 著者名/発表者名
      関谷洸, 宮腰拓, 米井小百合, 阿部玄武, 田中良和, 牧野能士, 田村宏治
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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