| 研究課題/領域番号 |
22K20662
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0703: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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小口 晃平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (50966249)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | クダクラゲ / 発生調節遺伝子 / 幹細胞 / 個虫分化 / 群体形成 / パターン形成 / ヨウラククラゲ / 群体発生 / ツールキット遺伝子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
刺胞動物ヒドロ虫綱クダクラゲ目では、形態と機能が分化した個虫が適材適所に配置されることで、ひとつの個体のように振舞う「群体」が作られる。群体全体が個体のように振る舞うためには個虫を適所に配置する仕組みは必須となるが、その仕組みは未だ謎に包まれている。これまでの解析により、クダクラゲの個虫出芽領域では、発生ツールキット遺伝子が特異的に発現することを見出している。そこで本研究では、これらの発生ツールキット遺伝子の詳細な発現局在を調べるとともに、遺伝子機能解析を試み、個虫が出芽する位置や個虫の形態への影響を評価することによって、クダクラゲの群体における「適材適所を実現する仕組み」の解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
クダクラゲの群体形成メカニズムを解明するために、個虫の出芽領域を対象とした網羅的遺伝子発現解析を行い、さらに得られた候補遺伝子を対象に詳細な遺伝子発現局在の調査と、遺伝子機能解析を実施した。遺伝子発現解析の結果、出芽領域では幹細胞マーカー遺伝子の他に、出芽領域毎に異なる発生調節遺伝子が発現していることを明らかにした。これらの因子は出芽領域のみならず、各個虫内部でも特徴的な発現局在が見られた。遺伝子機能解析を行うため幹を対象としたマイクロインジェクションの手法の確立を行うと同時に、single-cell RNAseq解析にも着手し、上述の遺伝子における群体形成への役割に迫った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多細胞性や社会性の進化に到るまで、細胞や個体など個々の相互作用により組織構造を生み出すメカニズムは、生物進化に重要な役割を果たしてきたと考えられる。特に個体の集合体が組織構造を生み出す仕組みは未だ謎に包まれているため、クダクラゲのように個体のように振る舞う群体に着目し、個体の集合体が組織構造を生み出す仕組みとその進化過程の理解は重要である。本研究成果は、クダクラゲの群体が個体のように振る舞える背景には、後生動物における個体発生と同様の発生機構が存在することを示唆した。よって、個体などの単純な要素から、複雑な組織構造をつくり得るのかというメカニズムを理解する上で重要な知見を得ることができた。
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