脊椎動物における初期発生システム多様性の進化発生学的研究

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22770229
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 竹内 雅貴 独立行政法人理化学研究所, ボディプラン研究グループ, 専門職研究員 (00392019)
• キーワード: 初期発生 / ポリプテルス / オーガナイザー / 三胚葉 / siamois / Wntシグナル / 条鰭類 / 脊椎動物

研究概要

シュペーマンが両生類胚において見出した背側オーガナイザーは、今や様々な脊椎動物で共通の概念であり、誘導現象の分子実体やオーガナイザーの形成機構について多くの知見が蓄積されている。中でも母性Wntシグナルは、進化的にも発生学的にも脊椎動物オーガナイザー形成の出発点と目される。Xenopus胚においては、siamoisとそのパラログtwinが母性Wntシグナルから直接の標的遺伝子として発現調節され、転写活性化因子としてその下流機能を担う事が知られている。具体的にsiamois/twinは、過剰発現により頭部を持つ完全二次軸を誘導し、機能阻害により頭部欠損の表現型となる。しかしながら、このようなXenopus胚発生における重要性、または、近年の様々なゲノム情報の蓄積にも拘らず、これまで他の生物でのsiamois相同遺伝子は見つかっていなかった。
本研究では、Xenopus胚で完全二次軸を誘導できる因子として、最も原始的な条鰭類ポリプテルスのsiamois関連遺伝子dioskouroi(dlos)を単離した。前年までに、diosがsiamois同様に転写活性化因子として働き、Xenopus胚発生におけるsiamoisの内在機能を補完できる事がわかっていた。従って、diosはsiamoisの相同遺伝子である。しかしながらsiamoisとは異なり、ポリプテルス胚発生において、diosは背側Wntシグナルの下流でオーガナイザー形成のみならず中内胚葉の分化にも必要とされる事がわかった。このsiamoisとdiosの両動物種における役割の違いは、初期胚のパターニングにおける母性Wntシグナルを中心とした遺伝子ネットワークがどのように多様化したのかを知るための足がかりとなる。

研究成果

• [雑誌論文] Overview of the transcriptome profiles identified in hagfish, shark, and bichir : current issues arising from some nonmodel vertebrate taxa (2011)
  • 著者名/発表者名: Takechi M., Takeuchi M., Ota K. G., Nishimura O., Mochii M., Itomi K., Adachi1 N., TakahashiM., Fujimoto S., Tarui H., Okabe M., Aizawa S., Kuratani S.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Zoology Part B : Molecular and Developmental Evolution 巻: 316B ページ: 526-546
  • 査読あり
• [学会発表] 脊椎動物における初期発生システムの多様性-原始的条鰭類ポリプテルスの知見から考察する- (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内雅貴
  • 学会等名: 日本発生生物学会秋季シンポジウム2011
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(岡崎市)
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] The early embryogenesis of Polypterus (bichirs) : insights into the origin and evolution of developmental mechanisms in vertebrates (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内雅貴, 高橋麻衣子, 相沢慎一
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] 脊椎動物における初期発生システムの進化-原始的条鰭類ポリプテルスの胚発生から考察する- (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内雅貴, 相沢慎一
  • 学会等名: 第5回日本ツメガエル研究会
  • 発表場所: かんぽの宿本館(熱海市)
  • 年月日: 2011-10-06
• [学会発表] 脊椎動物における初期発生システムの多様性-原始的条鰭類ポリプテルスの知見から考察する- (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内雅貴
  • 学会等名: 日本動物学会第82回旭川大会2011
  • 発表場所: 大雪クリスタルホール(旭川市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 脊椎動物における初期発生システムの進化-原始的条鰭類ポリプテルスの知見から考察する- (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内雅貴, 相沢慎一
  • 学会等名: 日本進化学会2011京都
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] The early embryogenesis of Polypterus (bichirs) : insights into the origin and evolution of developmental mechanisms in vertebrates (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi M., Takahashi M., Aizawa S.
  • 学会等名: 44^<th> Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-21
• [備考] Vertebrate Time Capsule
  • URL: http://transcriptome.cdb.riken.go.jp/vtcap/
• [備考] The Rising Generation of Evo-Devo Biologist
  • URL: http://www.evo-devo.net/posters.html