| 研究課題/領域番号 |
21K19297
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 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
|
|---|
| 研究機関 | 広島大学 (2023)
大阪大学 (2021-2022) |
|---|
研究代表者 |
藤本 仰一 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (60334306)
|
|---|
| 研究分担者 |
Sarper Safiye 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, 学振特別研究員PD (90899915)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
|
|---|
| キーワード | 進化発生 / 対称性 / 数理モデル / 形態形成 / 刺胞動物 / 器官配置 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
刺胞動物は放射対称な種と左右対称な種が共存する。さらにイソギンチャクでは、器官配置が放射対称な個体と左右対称な個体の種内多型を我々は見出した。本研究では、この対称性の種内多型を多角的(配置の形成順序、解剖学的知見、遺伝子発現)に証明する。この多型から左右/放射対称性を選択的に発生させる再構成実験系を構築し、対称性を調節する発生学的特徴を明らかにする。同時に、複数の種(他のイソギンチャクとクラゲ)で器官配置過程を計測し、対称性が生まれる過程の共通性と多様性を明らかにする。これらの知見を統一的に実現する数理モデルを構築する。動物の多様な対称性の調節原理を構成的かつ統一的に理解する。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では刺胞動物の体の対称性の多様性を生み出す仕組みについて、野外調査、イメージング、数理モデル等を統合して解明を進めた。タテジマイソギンチャクの同一種内において、左右対称性および放射対称性の内臓配置を持つ個体が共存すること（種内多型）を発見した。加えて、タマウミヒドラの同一種内において、触手配置が３放射と４放射と５放射対称性の種内多型を示すことを発見した。さらにミズクラゲでは、触手配置の放射対称性が栄養に依存した逐次的な触手形成により一過的に乱れるが、場所特異的な組織の偏差成長を通じて対称性が復活することを見出し、その分子機構の一端を実験的に明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
動物の体の多様な対称性がどう進化・発生したか？については、多くの謎が残されている。本研究では、左右対称な個体と放射対称な個体の共存を、タテジマイソギンチャクで発見し、これら二つの異なる対称性が同じ遺伝子のプログラムから出現し得る仕組みを数理モデルから提案した。タマウミヒドラでは、放射対称な触手配置の基本原理として、複数の触手が等角度に配置されることと、その周期的な繰り返しを明らかにした。ミズクラゲでは、放射対称性が栄養条件に応じて動的に変動しながら維持されていることを明らかにした。本研究で確立した定量的な解析方法や数理モデルを他の動物に応用することで、多様な対称性の新たな知見が期待できる。
|
