| 研究課題/領域番号 |
15K07174
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| 研究機関 | 基礎生物学研究所 |
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研究代表者 |
高橋 弘樹 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 助教 (40283585)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 脊索動物 / 脊索 / 発生進化 / ホヤ / ナメクジウオ |
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| 研究実績の概要 |
脊索動物の進化は、繊毛を使って遊泳する幼生から、筋肉を備えた尾を使って遊泳するオタマジャクシ型の幼生の出現に起因する。「脊索」は脊椎動物体制における中軸器官であると同時に、脊索動物を特徴付ける最も重要な形質である。したがって、脊索形成の分子メカニズムの解明は脊椎動物体制構築の解明につながると同時に、脊索動物進化のメカニズムの理解に直結する。脊索形成にはT-box転写因子であるBrachyuryが重要な役割を果たす。しかし、Brachyuryの役割は脊索形成に特化したものではなく、もともと原腸形成に関連した役割をもっていたものが、脊索動物進化の際に脊索形成に関わったものと考えられる。そこで、Brachyury遺伝子が担う脊索形成の機能を獲得する進化プロセスを明らかにすることから、脊索動物門誕生の進化発生学的基盤の解明に迫ることを目指している。
1. 脊索形成獲得進化の分子的基盤
最も祖先的な脊索動物の形質を残す頭索動物ナメクジウオの脊索細胞を顕微鏡下で単離しRNA-Seq解析に成功した。その結果、興味深いことにナメクジウオ成体の脊索細胞にBrachyury遺伝子が発現していることが初めて明らかになり、特徴的な筋肉性の脊索形質であることが示された。
2. 原腸形成と脊索形成を制御するBrachyury遺伝子ネットワーク進化の解析
これまでに、明らかにしてきた尾索動物ホヤのBrachyury発現制御機構の解析に加えて、頭索動物ナメクジウオのBrachyury発現制御機構の解析を進めている。その結果、ナメクジウオにおいては原口、筋肉、脊索に発現を制御する領域がそれぞれ存在することが明らかになってきた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
脊索動物門誕生の進化プロセスを解明する際に鍵となる祖先的な動物群である頭索動物ナメクジウオを用いたRNA-Seq解析に成功した。その結果、興味深いことにナメクジウオ成体の脊索細胞にBrachyury遺伝子が発現していることが初めて明らかになり、特徴的な筋肉性の脊索形質であることが示された。
これまでに、明らかにしてきた尾索動物ホヤのBrachyury発現制御機構の解析に加えて、ナメクジウオのBrachyury発現制御機構の解析を進めて、ナメクジウオにおいては原口、筋肉、脊索に発現を制御する領域がそれぞれ存在することが明らかになってきた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに、頭索動物ナメクジウオと尾索動物ホヤを用いた研究を中心に据えて解析を進めてきたが、今後は脊索を持たない動物群である半索動物ギボシムシおよび棘皮動物ヒトデを用いた解析をさらに推進していく。
また、これまで各動物群のBrachyuryタンパク質に対する特異的抗体の作成を様々な方法により試みてきたが、ChIP解析によって安定的な結果が得られる抗体の作成には至っていない。そこで、今後はビオチンタグを付けたBrachyury遺伝子を導入する方法で解析を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定していた物品費のシークエンス関連試薬の支出が抑えられたため次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究の進展に応じて次年度に支出予定の物品費としてシークエンス関連試薬として使用予定である。
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