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脊椎動物における進化と発生の反復傾向の検証に向けた発生時系列の遺伝子制御動態解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14711
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

上坂 将弘  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (20756499)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード進化発生学 / 進化 / 発生 / 反復説 / 比較エピゲノム / エピジェネティクス / EvoDevo / 発生学 / バイオインフォマティクス
研究成果の概要

動物の個体発生は、単細胞の受精卵から複雑な多細胞の体を作り上げる。この発生過程から、発生と進化の間には何らかの関係性があるのではないかと様々な説が提唱されてきた。その中でも有名なものの一つが反復説である。反復説によると、動物の個体発生は進化的に古い特徴から新しい特徴へ順番に発生させながら進んでいく。しかし、この考えはあくまで仮説であり、これまで反復説を定量的に支持する分子学的研究はなかった。本研究で、我々は遺伝子制御の観点から反復説の検証を行った。発生における活性化遺伝子制御領域を決定し、その進化的な古さを推定することで、遺伝子制御領域の活性化動態は反復パターンを示すことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で、発生過程における遺伝子制御領域の活性動態が反復パターンを示したことは、 発生過程は完全に自由自在に変化しながら進化してきたわけではないことを示唆している。これは、何らかの進化的制約が発生過程の進化的変更を徐々に後期段階に偏らせてきた可能性をも提起し、発生がもたらす進化的制約の重要性を、現在の進化学の理解において強調するものとなりうる。また、本研究で得られたゲノムワイドなクロマチン状態の発生系列データは、進化研究はもちろん、ゲノム情報からどのように表現型が生まれるかを理解する上でも重要な基盤的情報となる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] The developmental hourglass model and recapitulation: An attempt to integrate the two models.2021

    • 著者名/発表者名
      Uesaka, M., Kuratani, S., and Irie, N.
    • 雑誌名

      J Exp Zool B Mol Dev Evol.

      巻: in press 号: 1-2 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1002/jez.b.23027

    • 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] How can recapitulation be reconciled with modern concepts of evolution?2021

    • 著者名/発表者名
      Kuratani S, Uesaka M, Irie N.
    • 雑誌名

      J Exp Zool B Mol Dev Evol.

      巻: in press 号: 1-2 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/jez.b.23020

    • 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] Genomic insights of body plan transitions from bilateral to pentameric symmetry in Echinoderms2020

    • 著者名/発表者名
      Yongxin Li, et al. (35名中 35番目 Naoki Irie*)
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3:371 号: 1 ページ: 371-371

    • DOI

      10.1038/s42003-020-1091-1

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Recapitulation-like developmental transitions of chromatin accessibility in vertebrates2019

    • 著者名/発表者名
      Uesaka Masahiro、Kuratani Shigeru、Takeda Hiroyuki、Irie Naoki
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 5 号: 1 ページ: 33-33

    • DOI

      10.1186/s40851-019-0148-9

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary transition in accessible chromatin landscapes during vertebrate embryogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Uesaka Masahiro、Kuratani Shigeru、Takeda Hiroyuki、Irie Naoki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 1-20

    • DOI

      10.1101/481309

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Testing the recapitulative pattern in vertebrate embryogenesis from the perspective of gene regulation2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Uesaka
    • 学会等名
      The 53rd JSDB/APDBN Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Testing the recapitulative pattern in vertebrate embryogenesis from the perspective of gene regulation2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Uesaka
    • 学会等名
      JSDB Online Trial Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脊椎動物の発生過程は進化を反復するのか?2019

    • 著者名/発表者名
      上坂 将弘、倉谷 滋、武田 洋幸、入江 直樹
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊椎動物の胚発生における反復説の検証2019

    • 著者名/発表者名
      上坂 将弘、倉谷 滋、武田 洋幸、入江 直樹
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊椎動物発生のオープンクロマチン動態に見られた系統進化の反復的パターン2019

    • 著者名/発表者名
      上坂 将弘、倉谷 滋、武田 洋幸、入江 直樹
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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