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2023 年度 実績報告書

刺胞動物の放射対称性と左右対称性を調節する原理の構成的理解:実験と数理モデル

研究課題

研究課題/領域番号 21K19297
研究機関広島大学

研究代表者

藤本 仰一  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (60334306)

研究分担者 Sarper Safiye  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 学振特別研究員PD (90899915)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワード進化発生 / 対称性 / 刺胞動物 / 形態形成 / 器官配置
研究実績の概要

体の対称性は器官の配置に表れる最も基本的な特徴であるが、対称性が多様化するメカニズムはまだ完全には解明されていない。私たちは刺胞動物であるタテジマイソギンチャク(イソギンチャク目)の形態に注目し、左右対称個体と放射相称個体が同じ種内で共存していることを発見した(Sarper 他, 2021)。さらに、タテジマイソギンチャクの体の再生過程を実験室で安定的に再現する実験方法を確立した。タテジマイソギンチャクの体の一部を切り取り、シャーレで培養することで再生過程を実現できた。複数の個体において胃袋や口の器官配置の時空間パターンを顕微鏡で解析可能となった。
並行して、放射相称性を示すヒドロ虫綱(刺胞動物門でイソギンチャク目の後に分岐)のタマウミヒドラの近縁種(Coryne uchidai)の器官配置(触手配置)を定量的に解析した。その結果、C. uchidaiのポリプでは、複数の触手が口を囲む円周上の等角度に位置し、さらにそれが複数回繰り返されてリング状(列)のパターンを作ることを見出した。さらに、連続するリングの間で触手の数は共通であり、個体内で一貫して同じ数の対象軸を持つ放射相称性がみられることを発見した。最も多かったタイプは、四つの触手が等角度でリングを作り、各触手の長軸方向の位置に周期4を示す四放射相称性であった。一方、三放射相称と五放射相称もみられ、種内多型を見出した。さらに、放射相称の多様性は個体のサイズと正に相関し、五放射相称のポリプの直径は四放射相称のポリプよりも、四放射相称のポリプは三放射相称のポリプよりも大きかった(Sarper 他, 2023)。
さらに、栄養依存的な器官形成が放射相称性を一時的に乱しながら、場所特異的な増殖等を介して対称性を回復する現象をミズクラゲのポリプで発見し、その分子機構の一端を明らかにした。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Size-correlated polymorphisms in phyllotaxis-like periodic and symmetric tentacle arrangements in hydrozoan Coryne uchidai2023

    • 著者名/発表者名
      Sarper Safiye E.、Kitazawa Miho S.、Nakanishi Tamami、Fujimoto Koichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 11 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1284904

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Size dependent Radial symmetry polymorphisms in Phyllotaxis Like Tentacle Arrangements in Hydrozoans2023

    • 著者名/発表者名
      Sarper S.E., Nakanishi T., Kitazawa M., Fujimoto K.
    • 学会等名
      RIKEN BDR Retreat
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient disturbance of tetraradial symmetry in the feeding-dependent tentacle initiations of jellyfish polyps2023

    • 著者名/発表者名
      Sarper S.E. Hirai T., Fujimoto K.
    • 学会等名
      日本発生学会年会
  • [学会発表] Symmetry polymorphism in Cnidarian organ arrangements2023

    • 著者名/発表者名
      Sarper S.E., Nakanishi T., Kitazawa M., Kuratani S., Fujimoto K.
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 刺胞動物の器官配置に現れる対称性の多型2023

    • 著者名/発表者名
      Sarper S.E., Nakanishi T., Kitazawa M., Kuratani S., Fujimoto K.
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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