2021 年度研究成果報告書

獲得・喪失・収斂に見る新規形態創出メカニズム

研究課題

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研究課題/領域番号	18H02446
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分44020:発生生物学関連
研究機関	東北大学
研究代表者	田村宏治東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70261550)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	収斂 / 獲得 / 新奇形質 / 共有派生形質 / 発生 / 進化
研究成果の概要	「ある動物グループに固有かつ共通の転調節配列が作用する形態形成メカニズムが、共有派生形質を生み出す」という概念を、新奇形質の獲得とその喪失さらに収斂という現象に対して実証していくことを目的とした。多種の全ゲノム配列が利用可能で（申請者の自の系として）複数種の動物胚を入手できる鳥類を中心として、比較ゲノム解析とRNAseqを併用して候補配列と遺伝子を絞り込み、複数の鳥類胚および脊椎動物胚を用いて機能解析するという手法を用いた。鳥類の中で収斂形態である水かきの形成を主導する転調節配列とその近傍遺伝子に関して解析し、また魚類に関しても研究を行い、ヒレという新奇形質の成立に関する新規仮説を提案した。
自由記述の分野	動物発生学
研究成果の学術的意義や社会的意義	「特徴的な共有派生形質」「豊富なゲノム配列情報」「形態形成メカニズム解析系」が必要となる学術研究分野において、本研究では全ゲノム配列が解読されている種数が脊椎動物の中で最も多い動物群である「鳥類綱」を主に用いた。鳥類は、飛翔に特化した形態を固有に進化させているなど、特徴的な形質を多数もっており、本研究ではニワトリ胚に加え、複数種の鳥類胚を用いることで独自性の高い成果をもたらした。本研究目的が達成されることで新しい概念が実証でき、それ自体意義が高い。さらに、固有かつ共通のゲノム配列と遺伝子発現解析から候補配列を絞り込み、胚を用いて候補遺伝子と配列の機能解析を行う、という方法論が構築できた。