| 研究課題/領域番号 |
24770227
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
北沢 千里 山口大学, 教育学部, 准教授 (30403637)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 形態進化 / 棘皮動物 / 成体原基 |
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| 研究概要 |
本研究では、動物の系統間における形態形成機構の進化多様性、特に、棘皮動物の幼生から成体への体制変化機構ならびに系統進化を解明することを目的としている。特に、実験発生学的および分子生物学的手法を用いて、ウニ類を主とした棘皮動物の幼生期における成体形質の形成機構や体軸形成機構の解析を行い、系統進化を解明していくことを目的とする。
まず、ウニ類各種における成体原基形成の追跡として、山口県沿岸で採集が可能なサンショウウニ科を含むウニ類の成体原基形成過程を詳細に観察し、羊膜陥あるいは細胞塊を介した、もしくは新たな成体原基形成様式をとるかについて確認した。その結果、サンショウウニ科のコシダカウニを含む３種が、細胞塊を形成して成体原基を形成することが明らかとなった。次に、細胞塊形成機構の解析を行った。細胞塊は幼生の左側で形成される左右非対称な形質の一つである。他種で左右極性を攪乱すると知られているNodal阻害および塩化リチウム処理や小割球除去により、細胞塊の形成方向に攪乱がみられるか調べた。その結果、この細胞塊の形成方向も、種特異的ではあるが、これらの処理により攪乱されることが明らかとなった。更に、羊膜陥を介した成体原基形成を行う種における羊膜陥形成機構の解析を行った。直接発生型ウニであるヨツアナカシパンでは、卵割期の予定外胚葉領域からなる部分胚や小割球除去胚からも、羊膜陥は正常個体と同様の時期に自律的に形成された。また、バフンウニ胚に対するNodal阻害剤処理を行ったところ、羊膜陥の形成方向に攪乱がみられた。加えて、他の棘皮動物における成体原基形成の追跡のための生態学的調査を行い、２種のクモヒトデ類の繁殖時期を特定した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は、海洋環境の変化からか、目的とする実験材料の確保が困難であった。しかしながら、随時得られる生物種を幅広く分析していった結果、複数種の成体原基形成について追跡することができ、結果の一部は現在学術誌に受理され、掲載予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、更に、ウニ類を中心とした成体原基形成過程について、光学および走査型電子顕微鏡観察による形態学的手法・顕微手術や遺伝子阻害などによる実験発生学的手法・遺伝子発現機構の解析などによる分子生物学的手法を用いて、複数種間で比較解析を行う。また、今年度に確認された他の棘皮動物種を用いて、変態に至るまでの発生過程を詳細に観察する。
まず、継続してウニ類各種の成体原基形成の詳細な追跡を行う。特に、羊膜陥あるいは細胞塊を顕微手術により単離し、その後の細胞塊形成能を確認する。また、成体原基を形成する細胞運命や、成体原基形成に関するシグナル因子を特定するために、割球除去およびキメラ胚の作成を行い、それら実験個体における成体原基形成について追跡する。
次に、今年度で得られた薬剤処理および小割球除去による細胞塊や羊膜陥形成方向の影響と上記の実験で得られた結果を基に、薬剤処理と割球除去を組み合わせることで、左右非対称性決定機構の流れを把握する。また、これらの因子の種間における違いについても追跡する。更に、各種の胚や幼生からトータルRNAを抽出しcDNAを合成し、これらに関与する因子のクローニングを行い、その発現パターンと機能解析を行う。
上記の結果を基に、棘皮動物の成体原基形成機構の進化について考察を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
今年度の残高（６５円）を加えて、更に研究を推進していく予定である。
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