アカハライモリのモデル動物化を加速する分野横断研究：技術・情報基盤構築と実践適用

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24240062
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 千葉 親文 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80272152)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2016-03-31
• キーワード: 動物 / 生理学 / 発生・分化 / 環境 / ゲノム

研究実績の概要

アカハライモリの資源・技術・情報基盤研究を様々な研究分野に展開するために、以下の項目について研究を行った。
1．トランスジェニック（TG）適用技術の開発／実践適用　１）イモリの再生モデルとしての地位を確立すべく、眼と肢の再生について、TG技術を駆使した細胞追跡および遺伝子解析を実践した。肢再生について、イモリが他の両生類と異なり、幼生期と変態後の成体で再生メカニズムを転換することを明らかにした。成体イモリの高い網膜再生能力が網膜外傷性疾患の初期メカニズムを改変することで進化した可能性を明らかにした。水晶体の遺伝子発現が繰り返し再生によって影響を受けない（若い状態を維持する）ことを明らかにした。水晶体再生過程において虹彩細胞を追跡する実験系を確立した。以上の結果から、イモリの特殊性と有用性があらためて示された。２）遺伝子編集技術も導入し、アルビノイモリなど様々な分野に利用可能なイモリ系統を生産した。
２．遺伝子情報の集積・解析／データベース　１）アカハライモリの全転写産物（mRNA）情報－TOTAL transcriptome－を、他の脊椎動物の遺伝子情報と比較することで特徴づけた（イモリはヒトの約90％の遺伝子に対応する相同遺伝子をもつ）。データベースIMORIにおいて組織特異的な遺伝子発現情報を公開した。２）比較transcriptome解析により、肢再生過程で発現するイモリ固有遺伝子の単離に成功した。再生、精子形成、嗅受容、胚発生において単一細胞レベルの遺伝子発現解析を始めた。今後、これらの成果を国際誌で発表することによるIMORIの有用性を示す。
３．イモリの保護・保全／資源化　１）屋外自然繁殖施設（いもりの里）において、卵から亜成体まで効率よく飼育することが可能になった。今後、成体の維持条件を改善し、自然繁殖を試みる。２）研究活動への理解を深めてもらうため、市民向けイベントや公開講座を開催した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] University of Dayton(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Dayton
• [雑誌論文] A developmentally regulated switch from stem cells to dedifferentiation for limb muscle regeneration in newts. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H.V., Ng, N.C.Y., Yu, Z.Y., Casco-Robles M.M., Maruo, F., Tsonis, P.A. and C, Chiba.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7:11069. ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/ncomms11069
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Memory Efficient de novo Assembly Algorithm using Disk Streaming of K-mers. (2016)
  • 著者名/発表者名: Endo, Y., Toyama, F., Chiba, C., Mori, H. and Shoji, K.
  • 雑誌名: Proceedings of the 9th International Joint Conference on Biomedical Engineering Systems and Technologies (BIOSTEC 2016) 巻: 3 ページ: 266-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of two classes of Pax6 transcripts in reprogramming retinal pigment epithelium cells of the adult newt. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inami, W., Islam. M.R., Nakamura, K., Yoshikawa, T., Yasumuro, H., Casco-Robles, M.M., Toyama, F., Maruo, F. and Chiba, C.
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 33 ページ: 21-30
  • DOI: 10.2108/zs150111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A robust transcriptional program in newts undergoing multiple events of lens regeneration. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sousounis, K., Qi, F., Yadav, M.C., Millan, J.L., Toyama, F., Chiba, C., Eguchi, Y., Eguchi, G. and Tsonis, P.A.
  • 雑誌名: eLife 巻: 10.7554/eLife.09594 ページ: 1-17
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.09594
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Confirmation of the absence of tetrodotoxin and its analogues in the juveniles of the Japanese fire-bellied newt, Cynops pyrrhogaster, captive-reared from eggs in the laboratory using HILIC-LC-MS. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kudo, Y., Chiba, C., Konoki, K., Cho, Y. and Yotsu-Yamashita, M.
  • 雑誌名: Toxicon 巻: 101 ページ: 101-105
  • DOI: 10.1016/j.toxicon.2015.05.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] A memory efficient short read de novo assembly algorithm. (2015)
  • 著者名/発表者名: Endo, Y., Toyama, F., Chiba, C., Mori, H. and Shoji, K.
  • 雑誌名: IPSJ Transactions on Bioinformatics 巻: 8 ページ: 2-8
  • DOI: http://doi.org/10.2197/ipsjtbio.8.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] The newt (Cynops pyrrhogaster) RPE65 promoter: molecular cloning, characterization and functional analysis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Casco-Robles, M.M., Miura, T. and Chiba, C.
  • 雑誌名: Transgenic Research 巻: 24 ページ: 463-473
  • DOI: 10.1007/s11248-014-9857-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 成体イモリの網膜再生過程におけるRPE細胞のリプログラミング：シングルセルトランスクリプトーム解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 半沢汐里、千葉親文、外山史
  • 学会等名: 第86回日本動物学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] 成体イモリの網膜再生－ナチュラルリプログラミングのsingle cell解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 千葉親文
  • 学会等名: 第1回次世代両生類研究会
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター（愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2015-08-24
  • 招待講演
• [学会発表] 私たちはイモリのように再生できるのか？－アカハライモリに学ぶ体組織再生の戦略－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 千葉親文
  • 学会等名: 第5回細胞再生医療研究会
  • 発表場所: 臨床研究情報センター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] 動物が魅せるナチュラルな体細胞リプログラミングと網膜再生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 千葉親文
  • 学会等名: 第221回つくばブレインサイエンス・セミナー
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-07-21
  • 招待講演
• [備考] イモリ網膜再生のページ
  • URL: http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~chichiba/
• [備考] イモリネットワーク Japan Newt Research Community
  • URL: http://imori-net.org/
• [備考] IMORI
  • URL: http://antler.is.utsunomiya-u.ac.jp/imori/
• [備考] 筑波大学 注目の研究
  • URL: http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201603301800.html
• [備考] Scientists solved the Spallanzani's dilemma
  • URL: http://phys.org/news/2016-03-scientists-spallanzani-dilemma.html