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顎口類の鍵革新である有対ヒレが進化上どのように獲得されたのかは、150年前から注目される重要なテーマである。現在有対ヒレ進化は、祖先形質である正中ヒレの発生メカニズムを、何らかの形で体側にリクルートすることで獲得したと考えられている。しかし、どのように正中に一つのものを有対の状態にしたのか、という問いは依然不明なままである。そこで本研究では、正中ヒレが有対化する変異形態（Twin-tail形態）を持つゼブラフィッシュ変異体ogonに着目し、その形成機構から付属肢有対化の進化機構を解明することを目指す。
2020年度は、主にトランスジェニックフィッシュを用いた強制発現系や機能阻害剤（BMP機能阻害剤K02288、FGF機能阻害剤SU5402）によって、Twin-tail変異体を用いて、BMPシグナルとFGFシグナル、およびそのクロストークの役割を解析した。特に、その強制発現や機能阻害を行った時の遺伝子発現状態の変遷を解析し、それらシグナルの経時的な変化の詳細を観察した。まずBMPシグナルの初期胚における強制発現によってTwin-tail表現型は出来たものの、後期発生での強制発現ではTwin-tailが出来なかった。この時、遺伝子発現はTwin-tail様のヒレマーカー遺伝子dlx5aの発現拡大はみられたが、tbx6の異所的発現は見られなかった。これらのことから、予定ヒレ領域の拡大だけではTwin-tail表現型に十分ではなく、異所的なtbx6発現細胞の正中発生が必要である事が分かった。つまり、Twin-tail形態の誘導には、初期胚でのBMPシグナルによるヒレ形成可能領域の拡大、そしてその拡大した可能領域を正中で異所的な中軸中胚葉により二つに分けるような現象によって、形成されることが示唆された。
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