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2018 年度 実績報告書

初期胚の動物-植物極を決定するしくみの時系列に沿った包括的解析

研究課題

研究課題/領域番号 15H04377
研究機関大阪大学

研究代表者

西田 宏記  大阪大学, 理学研究科, 教授 (60192689)

研究分担者 今井 薫 (佐藤薫)  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (00447921)
小沼 健  大阪大学, 理学研究科, 助教 (30632103)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードホヤ / オタマボヤ / 動植軸 / 胚発生 / 局在因子 / 胚葉
研究実績の概要

未受精卵は動物-植物極を結ぶ軸(動植軸)を持っている。この軸に沿って三胚葉が配置され原腸陥入へと進行していく。動物-植物極は全ての動物卵に存在しており、その決定機構を理解することは大きなインパクトを持つ。本研究では、マボヤとオタマボヤを材料として、それぞれの特長を活かしながら、動植軸決定機構を時系列に沿って包括的にかつ実験的に解析することを目的とした。
本年度は顕微操作を用いてオタマボヤの8細胞期胚を動物と植物半球に切り分け、それぞれについてRNA-seqを行い、植物半球に多い母性mRNAの候補をリスト化し、これらの遺伝子について時間空間的解析を行った。9つの候補母性mRNAをwhole-mount in situ hybridizationで検出し、8細胞期に植物半球後方に局在するmRNAを5つ同定した。さらに未受精卵ですでに植物極側に局在するmRNAも1つ同定した。この発見によって、これらの母性mRNAが局在に至る過程を卵形成過程を通して調べることができるようになった。卵形成中のmRNAの局在過程を時系列に沿って調べることのできる動物は限られている。卵成長にかかる時間が約半日と早く、卵形成の発達段階を生きたまま目視できるオタマボヤ卵巣は、そのための実験に適していると考えられる。
かねてから、オタマボヤの母性RNAの機能的スクリーニングを行ってきたが、脱リン酸化酵素PP2Aをノックダウンすると産卵後の卵が受精していないにもかかわらず減数分裂を再開し、単為発生を開始するという表現型が観察されることがわかった。PP2Aノックダウン卵は卵巣内にある間は減数分裂が停止したままだが、海水中に産卵されてから減数分裂再開・単為発生を開始した。ノックダウン卵が単為発生するしくみの分子メカニズムを解析し、細胞内カルシウムの変動が重要であることがわかった。この結果は論文として出版した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] モンパリエ大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      モンパリエ大学
  • [国際共同研究] 上海交通大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      上海交通大学
  • [国際共同研究] パドバ大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      パドバ大学
  • [雑誌論文] Wavy movements of epidermis monocilia drive the neurula rotation that determines left?right asymmetry in ascidian embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Shiori、Tanaka Yuka、Imai Kaoru S.、Saigou Motohiko、Onuma Takeshi A.、Nishida Hiroki
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 448 ページ: 173~182

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2018.07.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vitelline membrane proteins promote left-sided nodal expression after neurula rotation in the ascidian, Halocynthia roretzi2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yuka、Yamada Shiori、Connop Samantha L.、Hashii Noritaka、Sawada Hitoshi、Shih Yu、Nishida Hiroki
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 449 ページ: 52~61

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2019.01.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Pem protein level by localized maternal factors for transcriptional regulation in the germline of the ascidian, Halocynthia roretzi2018

    • 著者名/発表者名
      Miyaoku Kaori、Nakamoto Ayaki、Nishida Hiroki、Kumano Gaku
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 ページ: e0196500

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0196500

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wnt evolution and function shuffling in liberal and conservative chordate genomes2018

    • 著者名/発表者名
      Somorjai, I. M. L., Marti-Solans, J., Diaz-Gracia, M., Nishida, H., Imai, K. S., Escriva;, H., Canestro, C., and Albalat, R.
    • 雑誌名

      Genome Biology

      巻: 19 ページ: 98

    • DOI

      10.1186/s13059-018-1468-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 複雑で規則性のないパターンを個体差なく作り出すしくみ:オタマボヤの幼生発生にける表皮細胞のパターン形成2019

    • 著者名/発表者名
      岸香苗, 林桃子, 小沼健, 西田宏記
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Nodal遺伝子を持たない脊索動物オタマボヤにおける左右非対称形成2019

    • 著者名/発表者名
      小沼 健、林 桃子、行者 蕗、岸 香苗、王 凱、西田 宏記
    • 学会等名
      日本動物学会
  • [学会発表] オタマボヤ綱ミトコンドリアゲノムの進化2019

    • 著者名/発表者名
      笠原 享祐、足立 千尋、望月 遊 、大塚 玄航、西野 敦雄、小沼 健、西田 宏記 、横堀 伸一
    • 学会等名
      日本動物学会
  • [学会発表] SBF-SEM:70 nmごとの電顕連続切片からオタマボヤの3D像を立体構築する実験の紹介2019

    • 著者名/発表者名
      西田宏記
    • 学会等名
      ホヤ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Neurula rotation and left-right asymmetry in ascidian embryos: Ciliary movements and the vitelline membrane signal2019

    • 著者名/発表者名
      hiori Yamada, Yuka Tanaka, Kaoru S. Imai, Motohiko Saigo1, Takeshi A. Onuma, Samantha L. Connop, Noritaka Hashii, Hitoshi Sawada, Hiroki Nishida
    • 学会等名
      10th INTERNATIONAL TUNICATE MEETING
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A CHORDATE SPECIES LACKING NODAL UTILIZES CALCIUM OSCILLATION AND BMP4 FOR LEFT-RIGHT PATTERNING2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi A. Onuma, Momoko Hayashi, Fumi Gyojya, Kanae Kishi, Kai Wang and Hiroki Nishida
    • 学会等名
      10th INTERNATIONAL TUNICATE MEETING
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein phosphatase 2A is essential to maintain meiotic arrest, and to prevent Ca2+ burst at spawning and eventual parthenogenesis in the larvacean Oikopleura dioica2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Matsuo, Takeshi A. Onuma, and Hiroki Nishida
    • 学会等名
      10th INTERNATIONAL TUNICATE MEETING
    • 国際学会
  • [学会発表] EXPRESSION AND FUNCTIONAL ANALYSES OF THE FOUR ECTODERMAL TRANSCRIPTION FACTORS IN THE ASCIDIAN, HALOCYNTHIA EMBRYOS2019

    • 著者名/発表者名
      Shih Yu, Wang Kai, and Nishida Hiroki
    • 学会等名
      10th INTERNATIONAL TUNICATE MEETING
    • 国際学会
  • [学会発表] COMPARATIVE GENOMIC ANALYSIS : IDENTIFICATIONOF NOVEL GENES IN ASCIDIANS2019

    • 著者名/発表者名
      Christelle Dantec, Paul Simion, Magali Naville, Justine Dardaillon, Remo Sanges, Celine Scornavacca , Frederic Delsuc, Jean-Nicolas Volff, Hiroki Nishida, Emmanuel Douzery and Patrick Lemaire
    • 学会等名
      10th INTERNATIONAL TUNICATE MEETING
    • 国際学会
  • [学会発表] A new chordate model animal with short life cycle of five days: The Appendicularian, Oikopleura dioica.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Nishida
    • 学会等名
      Kunming University Seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] オタマボヤ綱ミトコンドリアゲノムの進化2018

    • 著者名/発表者名
      横堀 伸一、笠原 享祐、大塚 玄航、西野 敦雄、小沼 健、西田 宏紀、山岸 明彦
    • 学会等名
      日本進化学会
  • [学会発表] Protein phosphatase 2A (PP2A) is essential for maintenance of meiotic arrest in the larvacean, Oikopleura dioica2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Matsuo, Takeshi A. Onuma1, Hiroki Nishida
    • 学会等名
      日本発生生物学会
  • [学会発表] Direction of calcium waves is linked with the left-right axis of larvacean embryos2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi A Onuma, Hiroki Nishida
    • 学会等名
      日本発生生物学会
  • [学会発表] ワカレオタマボヤにおける2 本鎖DNA を介した新規の遺伝子抑制現象は、小分子RNA の合成をともなう2018

    • 著者名/発表者名
      塚田かすみ,小沼健,西田宏記
    • 学会等名
      日本動物学会
  • [学会発表] ワカレオタマボヤの幼生発生において複雑で規則性のない表皮細胞パターンを個体差なく作り出すしくみ2018

    • 著者名/発表者名
      西田宏記,岸香苗,林桃子,小沼健
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 招待講演
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/nishida/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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