| 研究課題/領域番号 |
21K19295
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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 | 大阪公立大学 (2022-2023)
名古屋大学 (2021) |
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研究代表者 |
鈴木 孝幸 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (40451629)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 進化 / 発生学 / 脊椎骨 / ヘビ / 次世代シークエンス / 体軸 / 骨格パターン / 中軸幹細胞 / パターン / 遺伝子発現 / 発生 / 初期胚 / 骨格 / 進化発生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヘビは非常に多くの脊椎骨を持つなど、特異な形態的特徴を持つ。近年我々はシマヘビ胚において、体軸の後端に位置する中軸幹細胞の数が他の脊椎動物胚と比べて異常なほど多く、組織が肥厚している現象を発見した。中軸幹細胞は、初期胚の体軸の後端に存在する原腸から、細胞が腹側に陥入した部分に存在し、細胞が分裂を繰り返しながら体節の元となる中軸中胚葉の細胞を生み出す。そこで、本研究では、次世代シークエンサーを用いてシマヘビ胚の中軸幹細胞で特異的に発現が増加もしくは減少している遺伝子を同定し、その遺伝子の発現調節機構を明らかにすることにより、ヘビの体が長い謎を分子機構のレベルで明らかにすることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
オルソログ解析により、シマヘビ、マウス、ニワトリ、スッポンのオルソログをOrtho Finderを用いて19557個特定した。そのうち4種で保存されているものは7714個であった。Gene Ontology解析の結果、転写調節や器官発生に関わる遺伝子が多く含まれていた。RNA-seqデータを解析し、各種のゲノムにリードをマッピングし、その後、発現変動解析を行った。特にシマヘビと他三種で発現変動していた遺伝子を明らかにし、ヘビの尻尾が形成される場所において高発現する遺伝子を特定した。この中から発現量と胴体の長さに正の相関がある遺伝子を複数発見した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ヘビは手足の退化や非常に多くの脊椎骨を持つなど、他の脊椎動物とは異なる特異な形態的特徴を持つ。このため進化学の分野において極めて魅力的な研究対象である。ヘビの細くて長い体の特徴は、ヘビの形態の中でも最も特徴的な形態要素の一つとして、科学者だけではなく昔から人類の興味の対象であった。本研究では、ヘビと他の生物種との遺伝子発現の比較解析からヘビで長い胴体を作る候補遺伝子を複数同定することに成功した。これまでヘビの長い胴体を作る原因遺伝子は全く明らかにされていないため、本研究はヘビの進化の謎の解明に大きく貢献すると考えられる。
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