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2023 年度 実施状況報告書

円口類を用いた小脳特異的ニューロンの進化発生学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 23K05881
研究機関兵庫医科大学

研究代表者

菅原 文昭  兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00611005)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワード小脳 / 円口類 / ヤツメウナギ / ヌタウナギ / 顆粒細胞 / プルキンエ細胞 / CRISPR/Cas9 / scRNA-seq
研究実績の概要

本年度はまず、CRIPR/Cas9システムによるヤツメウナギ胚の遺伝子ノックダウン実験系の確立を目指した。ヤツメウナギ成体の雌雄から受精卵を得た後、1細胞期のうちにガイドRNAとCas9タンパクのマイクロインジェクションを行った。まず、実験系が成立しているのかを確認するために、表現型が目視できる遺伝子をポジティブコントロールとしてインジェクションを行い胚を培養したところ、インジェクション胚の大部分にノックダウンの効果が表れていると思しき表現型が確認できた。そこで今回の主題である小脳特異的ニューロン形成に必須とされる転写因子2種に対するガイドRNAを設計し、受精卵へのインジェクションを行った。胚は一定期間後成長させた後、一部をゲノム解析用に切り取り、脳を含む残りの組織をパラホルムアルデヒドで固定した。現在はこれらの胚の解析の準備を行っている。
ヤツメウナギのシングルセルRNA解析についての困難さのひとつに、組織の細胞を生きた状態で分離して、すぐに解析しなければならないということがある。ヤツメウナギ胚や成体を得られるのは1年のうち限られた期間であるため、この手法では制約が大きい。このため今回、細胞を固定しながら単一細胞に分離する手法ACME(ACetic-MEthanol)法が採用可能かを試みた。結果はまだ出ていないが、少なくとも血球細胞においてはその大部分を1細胞に分離した状態で固定することに成功している。
本研究に直接的・間接的に関与する報告として、原著論文4編、日本語総説1編が公開された。

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

大学業務エフォートなどの変化により、まとまった実験の時間が確保できなかったため。

今後の研究の推進方策

業務の効率化を図り、まとまった研究の従事時間を確保したい。必要であれば研究期間の延長申請も視野に入れたい。

次年度使用額が生じた理由

大学業務エフォートに変化が生じたため、遂行すべき実験が一部遅れているため次年度使用額が生じている。当該年度に計画していた解析を行うための消耗品購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Hagfish genome elucidates vertebrate whole-genome duplication events and their evolutionary consequences2024

    • 著者名/発表者名
      Yu Daqi, Ren Yandong, Uesaka Masahiro, Sugahara Fumiaki et al.
    • 雑誌名

      Nature Ecology & Evolution

      巻: 8 ページ: 519~535

    • DOI

      10.1038/s41559-023-02299-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-quality total RNA extraction from early-stage lamprey embryos2023

    • 著者名/発表者名
      Sugahara Fumiaki、Pascual-Anaya Juan
    • 雑誌名

      BioTechniques

      巻: 74 ページ: 243~278

    • DOI

      10.2144/btn-2023-0004

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative analysis of Hmx expression and the distribution of neuronal somata in the trigeminal ganglion in lamprey and shark: insights into the homology of the trigeminal nerve branches and the evolutionary origin of the vertebrate jaw2023

    • 著者名/発表者名
      Tamura Motoki、Ishikawa Ryota、Nakanishi Yuki、Pascual-Anaya Juan、Fukui Makiko、Saitou Takashi、Sugahara Fumiaki、Rijli Filippo M.、Kuratani Shigeru、Suzuki Daichi G.、Murakami Yasunori
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 9 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1186/s40851-023-00222-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultrastructure of the lamprey head mesoderm reveals evolution of the vertebrate head2023

    • 著者名/発表者名
      Onai Takayuki、Adachi Noritaka、Urakubo Hidetoshi、Sugahara Fumiaki、Aramaki Toshihiro、Matsumoto Mami、Ohno Nobuhiko
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 ページ: 108338~108338

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.108338

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 無顎類の神経系―ヌタウナギ,ヤツメウナギの神経系の特徴と進化の過程2023

    • 著者名/発表者名
      菅原文昭(分担執筆)
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 41 ページ: 1576-1581

  • [学会発表] Reconstructing the ancestral vertebrate brain through comparative development of cyclostomes2023

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Sugahara
    • 学会等名
      The 46th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan

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公開日: 2024-12-25  

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