| 研究課題/領域番号 |
20K21453
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
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| 研究機関 | 川崎医科大学 |
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研究代表者 |
花島 章 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70572981)
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| 研究分担者 |
毛利 聡 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00294413)
橋本 謙 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (80341080)
氏原 嘉洋 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80610021)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | コネクチン / 心臓進化 / 筋進化 / 地球史 / 環境変遷 / 甲殻類 / 地球環境 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
運動や循環を司る筋肉の起源と進化は、全地球レベルの環境変遷に駆動されてきたと考えられるが、筋肉が軟組織で化石として残っておらず、相関は未解明である。本研究では、筋肉の巨大弾性蛋白質コネクチンに記録された環境変化の情報を動物横断的に取り出すことで、環境変遷による運動・循環の起源と進化という難問の解明、及び化石に残らない軟組織の進化に対する研究アプローチの変革に挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、地球環境変遷と運動循環進化の関連を弾性蛋白質コネクチンを指標として解明した。特に哺乳類・鳥類の祖先は古生代ー中生代境界の低酸素環境にコネクチン弾性領域を独立に短縮し、強ポンプ心臓獲得で適応したことを示した。また両生類は陸上進出に伴う水陸両生への適応のため、コネクチン弾性領域のアミノ酸配列を変化させ、生活環境の酸素濃度に合わせた血液ポンプ機能調節能力を得たことを示唆した。さらにコネクチン弾性領域が硬骨魚類型を祖先として、四肢動物と軟骨魚類で各々の運動機能に合わせて独自に進化したことを明らかにした。また無脊椎動物の多様な心臓とコネクチン構造との相関を解析し、動物進化について解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
運動や循環を司る筋肉の起源と進化は、全地球レベルの環境変遷に駆動されてきたと考えられるが、筋肉が軟組織で化石として残っておらず、相関は未解明である。本研究では、筋肉の巨大弾性蛋白質コネクチンに記録された環境変化の情報を動物横断的に取り出すことで、環境変遷による運動・循環の起源と進化という難問の解明を進めるとともに、化石に残らない軟組織の進化に対する新たな研究アプローチを確立した。本研究の成果は、地球史を解き明かす上で有益な情報になることが期待される。
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