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棘皮動物幼生骨片と脊椎動物咽頭弓をモデルとした新奇形態進化の研究

公募研究

研究領域複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
研究課題/領域番号 23128502
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関筑波大学

研究代表者

和田 洋  筑波大学, 生命環境系, 教授 (60303806)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードメダカ / 咽頭分節 / pax1 / tbx1 / プルテウス / 棘皮動物 / 次世代シーケンサー / alx1 / 幼生骨片 / vegf / 咽頭弓 / Pax1 / Tbx1 / 分節
研究実績の概要

咽頭嚢分節に必要な遺伝子Pax1とTbx1との制御関係を検証していく過程で、咽頭中胚葉が内胚葉に依存せずに分節することを示唆する結果を得た。このことは咽頭弓分節のための一義的な分節のリズムは内胚葉ではなく中胚葉において生み出されていることを示唆している。Pax1の機能を阻害した胚、つまり咽頭嚢形成が特異的に抑制された胚においてtcf21の発現を観察した。するとtcf21が発現している中胚葉細胞は咽頭嚢の形成が起こっていないにもかかわらず、分節的に配置されていた。このことをさらに決定付けるために、内胚葉マーカーとしてfoxA2、中胚葉マーカーとしてtcf21の発現を同時に可視化するDouble in situ hybridizationをPax1機能阻害胚を用いて行った。この結果、内胚葉の分節が起こっていないメダカ胚の咽頭領域において、中胚葉が分節することが示された。
イトマキヒトデ胚において、in vitro転写によって生成したmRNAを導入することにより、alx1遺伝子の強制発現を行いた。その結果、表現型には影響がみられなかったが、何らかの遺伝的変化があるのではと考え、次世代シーケンサーを用いたRNAseqを試みた。得られた発現量を比較しalx1発現胚で有意に発現変動している遺伝子を検出したところ、24個の遺伝子が検出された。相同性検索によるアノテーションを行ったところ、ウニで骨片形成細胞に特異的に発現することが知られている、p19とp16というタンパク質と類似した配列を持つ遺伝子が、alx1強制発現胚でそれぞれ発現上昇していることがわかった。しかし、Ets1/2やfoxn2/3などといった、ウニで骨片形成に関与する転写因子のオーソログは、変化していなかった。real-time qPCR法によって、これらの遺伝子の発現量を検証したところ、同様の変化パターンが確認された。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Heterochronic activation of VEGF signaling and the evolution of the skeleton in echinoderm pluteus larvae2012

    • 著者名/発表者名
      守野孔明、古賀皓之
    • 雑誌名

      Evolution and Development

      巻: 14(5) 号: 5 ページ: 428-436

    • DOI

      10.1111/j.1525-142x.2012.00563.x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 棘皮動物の幼生骨片獲得機構の再現2012

    • 著者名/発表者名
      古賀皓之
    • 学会等名
      日本動物学会 第83回大会
    • 発表場所
      大阪,大阪大学
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] On the Origin of the Vertebrate Pharyngeal Arch; Insight from Expressions and Functions of Pax1/92012

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Okada
    • 学会等名
      Euro Evo Devo 2012
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2012-07-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Evolution Involved In The Evolution Of Echinoderm Larval Skeleton2012

    • 著者名/発表者名
      Koga Hiroyuki
    • 学会等名
      Euro Evo Devo 2012
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Experimental replication of larval expression of alx1 in starfish2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Koga
    • 学会等名
      Developmental Biology of Sea Urchin XXI
    • 発表場所
      Woods Hole, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Experimental evolutionary biology on the convergent evolution of the pluteus larvae2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Wada
    • 学会等名
      Sea urchin meeting XX
    • 発表場所
      Woods Hole, MA, USA(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pax1 の発現・機能解析が解き明かす咽頭弓分節機構

    • 著者名/発表者名
      岡田 和訓
    • 学会等名
      日本動物学会 第83回大会
    • 発表場所
      大阪,大阪大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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