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2023 年度 実施状況報告書

ヒラメの左右非対称な色素胞分化とレチノイン酸シグナルによる制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K05779
研究機関東北大学

研究代表者

横井 勇人  東北大学, 農学研究科, 教授 (40569729)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワードヒラメ / 色素胞分化 / レチノイン酸 / 左右非対称性
研究実績の概要

ヒラメは左右対称な仔魚として成長した後、有眼側のみで色素胞が分化して左右非対称な体色を呈するが、その分子メカニズムは不明な点が多い。レチノイン酸(RA)浸漬およびRA阻害剤の浸漬実験により、変態期の色素胞分化おけるRAの重要性が明らかにされた。本研究は、ヒラメの左右非対称な色素胞分化におけるRAシグナルの役割と、左右差が生じるメカニズムの解明を目指して研究を行なっている。
色素胞分化の評価にはgch2がマーカー遺伝子として使われてきたが、ヒラメでは5つのgch関連遺伝子が見つかった。脊椎動物に共通のgchパラログ1つ(gch1)と魚類に共通のパラログ1つ(gch2)に加え、ヒラメには3つのパラログがあることが示唆された。これらは異体類(flatfish)に特徴的なオーソログであることが示唆されたため、gchfl1、gchfl2および gchfl3と命名して解析を行なってきたが、これらの遺伝子の異体類特異性について疑義が生じた。DNAシーケンシング技術の飛躍的な進歩により、さまざまな生物のゲノム情報が利用可能になり、例えばEnsembl genome databaseにおいて85種の魚類のゲノム情報にアクセスでき、Genomicusではシンテニー情報を調べることができる。これらを利用して先述のgchfl遺伝子についてオーソロジーを詳しく調べたところ、ヒラメ及び近縁の異体類における遺伝子のタンデム重複により生じたと考えられるgchflが存在した一方で、脊椎動物のゲノム倍加または真骨魚類のゲノム倍加により生じた後に、メダカやゼブラフィッシュでは失われたことが示唆されたgchflも存在した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

メダカを実験モデルとしてゲノム編集による機能解析実験を計画しているが、ノックアウト実験およびGFPレポーターのノックイン実験に想定していたよりも長い時間を要している。まずは簡便なノックアウトから行い、ノックインも今年度中に完了したいと考えている。

今後の研究の推進方策

機能解析実験を行うため、メダカをモデルとしてノックアウト、およびノックイン系統を作出する。それぞれに複数のターゲットを検討して早急にゲノム編集個体を樹立する。これらにヒラメのgch遺伝子およびgchflを導入して機能的な差異を検討する。
また、先述のようにgchflには進化的な背景に不明瞭な部分があるため、進化系統学的に重要な生物のゲノム情報を解析してこれら遺伝子が生じた背景を明らかにしたい。

次年度使用額が生じた理由

ゲノム編集実験およびヒラメの遺伝子を用いたレスキュー実験を次年度に行うため。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Vitellogenin uptake activity in the intestinal ducts of intraovarian embryos in a viviparous teleost Xenotoca eiseni2023

    • 著者名/発表者名
      Nomura Jumpei, Yokoi Hayato, Hondo Eiichi, Iida Atsuo
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 644 ページ: 79~84

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.01.009

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒラメの無眼側黒化変異体の原因遺伝子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      横井勇人、安齋賢、田川正朋
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] ササウシノシタHeteromycteris japonica の参照ゲノム配列決定2023

    • 著者名/発表者名
      安齋賢、横井勇人、鈴木徹、宇治督
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] Genomic and genetic analysis of a flounder mutant defective in left-right asymmetric pigmentation found in an aquaculture hatchery.2023

    • 著者名/発表者名
      Hayato Yokoi, Satoshi Ansai, Masatomo Tagawa
    • 学会等名
      The 56th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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