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2019 年度 実績報告書

発生システムの安定性評価により、脊椎動物発生進化の保守性を解明する

研究課題

研究課題/領域番号 17J06225
研究機関東京大学

研究代表者

内田 唯  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワード進化発生学 / EvoDevo / 表現型進化 / 揺らぎ / トランスクリプトーム / 個体間差
研究実績の概要

脊椎動物では初期発生過程や後期発生過程は系統特異的に多様化しているが、発生中期はなぜか高い類似性を示しており、発生中期の変更し難さが成体のボディプランの保存性に寄与する可能性も注目されている。
脊椎動物の発生中期(咽頭胚期)が進化的に保存される理由として、本研究の仮説では「咽頭胚期ではそもそも発生システムが頑健であり、個体レベル・種内小進化・大進化を通して表現型に多様性が生じづらくなっている」とした。
今年度は昨年までに得られたメダカ近交系・野生集団のトランスクリプトームデータを解析し、発生段階レベル・個々の遺伝子レベルで仮説の検証を行った。
結果として、仮説を支持するデータが得られた。加えて公開データを用いて、脊椎動物の異なる系統(魚類、鳥類、哺乳類)との比較により、当初想定した小進化スケールを超え、大進化スケールまで通して仮説が成立している示唆が得られた。
さらにその背景のメカニズムを調べるために、基礎データとしてメダカ成魚由来の組織別発現データ(25組織、各4 replicates)を取得した。これと、前年取得したゲノムシーケンスデータ、公開されているopen chromatin regionのデータを合わせ、遺伝子発現の個体間差・小進化における保存性と相関が見られる発現制御上の特性を探索した。結果、先行研究で提案されていた遺伝子の多面発現性との関連が見出された。一方、同様に頑健な発現制御との関連が様々な生物で見出されていたcis制御上の特性は、今回の問題においては要因とはならないことが示唆されている。
研究期間中に得られた結果は、変異の出現・継承を中心に展開されてきた従来の形態進化の説明に、発生システム元来の頑健性も形態進化に影響するという新たな視点を加えるものである。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 形態進化を方向付ける発生内在的な性質を探る2020

    • 著者名/発表者名
      内田唯
    • 学会等名
      三崎臨海実験所 所内セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Could have “small phenotypic fluctuation” contributed to the evolutionary conservation in vertebrate embryogenesis?2019

    • 著者名/発表者名
      内田 唯、入江 直樹
    • 学会等名
      日本進化学会 第20回大会
  • [学会発表] 胚発生中期はなぜ進化的に保存されるのか?2019

    • 著者名/発表者名
      内田唯, 入江直樹
    • 学会等名
      第19回 東京大学生命科学シンポジウム
  • [学会発表] Could have “small phenotypic fluctuation” contributed to the evolutionary conservation in vertebrate embryogenesis?2019

    • 著者名/発表者名
      内田唯, 入江直樹
    • 学会等名
      第42回分子生物学会年会

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公開日: 2021-01-27  

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