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脊椎動物の人工ゲノム倍化によるアダプテーション原理の解明

公募研究

研究領域ゲノムアダプテーションのシステム的理解
研究課題/領域番号 25125716
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
研究機関山形大学

研究代表者

越智 陽城  山形大学, 医学部, 助教 (00505787)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードゲノム進化 / 遺伝子発現調節 / 人工ゲノム倍化 / ゼノパストロピカリス / 胚発生 / 器官形成 / ネッタイツメガエル
研究実績の概要

脊椎動物は進化の過程で遺伝子とその発現を調節するシス配列 (エンハンサーやサイレンサー)が倍増する全ゲノム重複を2回経験した。これにより遺伝子回路が高度化し、私たちの発達した臓器や脳、それに起因する複雑な生理特性と行動がもたらされたと考えられている。しかしながら、脊椎動物の進化の鍵となる全ゲノム倍化が起きたとき、ゲノムに何がおきたのか、遺伝子の発現状態やそのシス調節配列がどのように働いたのかは全くわかっていない。この問題は、現存する動物のゲノム配列を比較するだけでは永遠に解決し得ず、ゲノム配列に進化の痕跡を求めるのではなく、倍化を人工的に再現し、進化の初期状態を観察する必要がある。本研究は、脊椎動物なかでも容易にゲノムを倍化させることができるネッタイツメガエルを用いて、倍化直後の遺伝子発現の動態とエピゲノム状態を解析することで、脊椎動物の進化の初期になにが起きたのか解明することを目的としている。昨年度までに、2倍体胚と比べて、正常に発生した倍化体胚で1,779遺伝子の発現の減少がみられ、発現の亢進がみられたものは514遺伝子であった。これらの発現変動がみられた遺伝子のなかには、発生制御遺伝子は含まれていないことを明らかにしていた。今年度は、倍化体の個体サイズや核のサイズを測定した結果、2倍体胚と4倍体胚でほとんど変わらない事を明らかにした。これらの結果は、脊椎動物の全ゲノム倍化直後の胚で正常に発生する個体は、発生制御遺伝子の発現量のバランス調節や個体サイズの調整が起きていることを示唆するものである。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 7件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ヒストン脱メチル化因子Jmjd3による眼形成遺伝子Pax6の発現制御2015

    • 著者名/発表者名
      川口茜、越智陽城、須藤則広、荻野肇
    • 雑誌名

      21世紀の遺伝学(XI)

      巻: 89 ページ: 8-8

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Transcriptional regulators in the Hippo signaling pathway control organ growth in Xenopus tadpole tail regeneration2014

    • 著者名/発表者名
      S. Hayashi, H. Ochi, H. Ogino, A. Kawasumi, Y. Kamei, K. Tamura and H. Yokoyama
    • 雑誌名

      Dev Biol

      巻: 396 号: 1 ページ: 31-41

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2014.09.018

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Six1 is a key regulator of the developmental and evolutionary architecture of sensory neurons in craniates2014

    • 著者名/発表者名
      H. Yajima, M. Suzuki, H. Ochi, K. Ikeda, S. Sato, K. Yamamura, H. Ogino, N. Ueno and K. Kawakami
    • 雑誌名

      BMC Biol

      巻: 12 号: 1 ページ: 40-40

    • DOI

      10.1186/1741-7007-12-40

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ツメガエルのゲノム情報とトランスジェニック技術を使った再生応答エンハンサーの同定2014

    • 著者名/発表者名
      越智陽城
    • 学会等名
      第1回イベリアイモリの会
    • 発表場所
      鳥取県鳥取市鳥取大学医学部
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 全ゲノム倍化直後の脊椎動物胚の遺伝子発現動態2014

    • 著者名/発表者名
      Ochi H. and Ogino H.
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会, ワークショップ: 生態進化発生学 (Eco-Evo-Devo)とは言うけども
    • 発表場所
      神奈川県横浜市パシフィック横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集技術TALENとCRISPR/Cas9を用いた遺伝子発現調節領域のゲノムワイドな機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木菜花、星島一幸、荻野肇、*越智陽城
    • 学会等名
      第22回山形分子生物学セミナー
    • 発表場所
      山形県山形市山形大学理学部
    • 年月日
      2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集技術 TALENを用いたアカハライモリのチロシナーゼ遺伝子の破壊2014

    • 著者名/発表者名
      平野 高大、越智陽城、星島一幸、竹島一仁、星島一幸、渡辺-高山絵理子、渡辺明彦
    • 学会等名
      第22回山形分子生物学セミナー
    • 発表場所
      山形県山形市山形大学理学部
    • 年月日
      2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Gene expression dynamics in the artificially genome duplicated vertebrate embryo.2014

    • 著者名/発表者名
      Ochi H.
    • 学会等名
      第86回日本遺伝学会, ワークショップ: ゲノム編集技術と両生類遺伝学の最先端
    • 発表場所
      滋賀県長浜市長浜バイオ大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modification of cell differentiation competence by histione H3K27 demethylase.2014

    • 著者名/発表者名
      Ogino H., Sudou S., Kawaguchi A. and Ochi H.
    • 学会等名
      第85回 日本動物学会, ワークショップ: ナショナルバイオリソース
    • 発表場所
      宮城県仙台市東北大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of a cis-regulagory module for glomerular regeneration using comparative genomics and transgenesis techniques for amphbian.2014

    • 著者名/発表者名
      Nanoka S., Hoshijima K., Ogino H., Ochi H.
    • 学会等名
      第85回 日本動物学会 ワークショップ: ゲノム情報と胚誘導形態形成研究のクロストーク
    • 発表場所
      宮城県仙台市東北大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transcriptional regulators in hippo pathway control organ growth during tail regeneration in Xenopus tadpoles2014

    • 著者名/発表者名
      林 真一、越智陽城、荻野 肇、川住 愛子、亀井 保博、田村 宏治、横山 仁
    • 学会等名
      第85回 日本動物学会
    • 発表場所
      宮城県仙台市東北大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Identification of cis-regulatory module for the glomerular regeneration using comparative genomics and transgenesis techniques for amphibian.2014

    • 著者名/発表者名
      Nanoka S., Ogino H., Ochi H.
    • 学会等名
      International Workshop on Developmental and Regeneration Biology in Yamagata
    • 発表場所
      山形県山形市山形大学理学
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Tyrosinase gene knockout by TALEN technology in the red-bellied newt, Cynops pyrrhogaste2014

    • 著者名/発表者名
      Hirano K., Ochi H., Hoshijima K., Takeshima K., Watanabe E. and Watanabe A.
    • 学会等名
      International Workshop on Developmental and Regeneration Biology in Yamagata
    • 発表場所
      山形県山形市山形大学理学部
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The impact of whole genome duplication on vertebrate evolution: Lessons from theartificially tetraploidized embryo2014

    • 著者名/発表者名
      Nanoka S., Ogino H., Ochi H.
    • 学会等名
      47th Japanese Society of Developmental Biologist/Asia-Pacific Developmental Biology Network
    • 発表場所
      愛知県名古屋市ウインク愛知
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Identfication of a cis-regulatory module for glomerular regeneration2014

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Y., Tamura Y., Hoshijima K., Ogino H., Ochi, H.
    • 学会等名
      47th Japanese Society of Developmental Biologist/Asia-Pacific Developmental Biology Network
    • 発表場所
      愛知県名古屋市ウインク愛知
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Activation of H3K27 methlytransferase and demethylase genes during Xenopus tail regeneration2014

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi A., Ochi H., Sudou N., Ogino H.
    • 学会等名
      47th Japanese Society of Developmental Biologist/Asia-Pacific Developmental Biology Network
    • 発表場所
      愛知県名古屋市ウインク愛知
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Manipulation of On-Off switch for gene expression using TALEN: an advanced tool for genome engineering2014

    • 著者名/発表者名
      Ochi H., Hoshijima K., Ogino H.
    • 学会等名
      Energy Devices and Nanotechnology
    • 発表場所
      山形県米沢市山形大学工学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アフリカツメガエル四肢再生におけるHippo系路の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      林 真一, 越智 陽城、荻野 肇, 田村 宏治、横山 仁
    • 学会等名
      第84回 日本動物学会
    • 発表場所
      岡山県岡山市岡山大学津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ツメガエル幼生の尾部再生時におけるヒストンメチル化制御因子の働き2013

    • 著者名/発表者名
      川口 茜、越智 太陽城、須藤 則広、荻野 肇
    • 学会等名
      第84回 日本動物学会
    • 発表場所
      岡山県岡山市岡山大学津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of a tissue-specific silencer underlies diversification of paralogous genes2013

    • 著者名/発表者名
      Ochi, H., Tamai, T., Nagano, H., Kawaguchi, A., Sudou, N. and Ogino, H.
    • 学会等名
      The 17th International Congress of Developmental Biology
    • 発表場所
      Mexico, Cancun,Cancun Center, Conventions & Exhibitions
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The cis-regulatory evolution for developmental robustness and stress response2013

    • 著者名/発表者名
      Ochi, H., Kawaguchi, A., Sudou, N., Hoshijima, K. and Ogino, H.
    • 学会等名
      46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 発表場所
      島根県島根市くにびきメッセ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The histone demethylase jmjd3 stimulates ectopic eye formation by increasing the access of pax6 protein to its target gene2013

    • 著者名/発表者名
      Sudou, N., Kawaguchi, A., Ochi, H. and Ogino, H.
    • 学会等名
      46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 発表場所
      島根県島根市くにびきメッセ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Hippo signaling is important for Xenopus limb regenration2013

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, S., Ochi, H., Ogino, H., Tamura, K., and Yokoyama, H.
    • 学会等名
      46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 発表場所
      島根県島根市くにびきメッセ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Role of Six1 in evolution of vertebrate primary sensory system2013

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, K., Yajima, H., Suzuki, M., Ochi, H., Ikeda, K., Sato, S., Ogino, H., Ueno, N.
    • 学会等名
      46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 発表場所
      島根県島根市くにびきメッセ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The H3K27 demethylase, Jmjd3, regulates pax6 expression for eye development2013

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi, A., Ochi, H., Sudou, N. and Ogino, H.
    • 学会等名
      46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 発表場所
      島根県島根市くにびきメッセ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Yap1, Transcription Regulator in the Hippo Signaling Pathway is Required for Xenopus Limb Bud Regeneration

    • 著者名/発表者名
      Hayashi S., Ochi H., Ogino H., Tamura K., Yokoyama H.
    • 学会等名
      CDB symposium 2014, Regeneration of Organs: Programming and Self-Organization
    • 発表場所
      兵庫県神戸市理化学研究所発生再生センター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Modification of cell differentiation competence by histone H3K27 demethylases and its implication for organ regeneration

    • 著者名/発表者名
      Ogino, H., Sudou, N., Kawaguchi, A and Ochi, H.
    • 学会等名
      第36回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市神戸国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The histone demethylase Jmjd3 stimulates ectopic eye formation by increasing the access of pax6 protein to its target gene

    • 著者名/発表者名
      須藤則広、川口 茜、越智陽城、上田陽子、荒木正介、荻野 肇
    • 学会等名
      第6回 Retina Research Meeting
    • 発表場所
      東京都千代田区JPタワーホール&カンファレンス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Six2とLhx1の腎幹細胞での発現を調節するシス配列の探索

    • 著者名/発表者名
      佐々木 裕子、田村 友佳、星島 一幸、荻野 肇、越智 陽城
    • 学会等名
      第7回日本ツメガエル研究集会
    • 発表場所
      山口県美祢市秋吉台国際芸術村
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム進化からみた疾患発症 組織再生メカニズムの理解

    • 著者名/発表者名
      越智 陽城
    • 学会等名
      「生物学から医学、そして医療へ」
    • 発表場所
      山形県山形市山形大学医学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] New Principles in Developmental Processes (eds. Hisato Kondoh, Atushi Kuroiwa), Differential use of paralogous genes via evolution of cis-regulatory elements for divergent expression specificities, Chapter 21)2014

    • 著者名/発表者名
      Ochi, H., Kawaguchi, A., Ogino, H.
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 変わる (中村桂子 編) 発現調節配列の変化を探る 多様性をつくる鍵はゲノムのどこにある?2014

    • 著者名/発表者名
      越智 陽城
    • 出版者
      新曜社
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 国立大学法人 山形大学医学部 越智陽城研究室

    • URL

      http://ochi.yu-med-tenure.com/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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