2020 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular developmental basis of the asexual reproductive mode "stolonization" in syllid annelids
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18H04006
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三浦 徹 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00332594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越川 滋行 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (30714498)
林 良信 慶應義塾大学, 法学部(日吉), 講師 (70626803)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ストロナイゼーション / 生活史 / 無性生殖 / 放精放卵 / 神経系 / 表現型可塑性 / 繁殖様式 / ボディプラン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環形動物門多毛綱シリス科の種では、出芽のように個体の一部から生殖腺を持つ個体(ストロン)が繁殖のために出現し、親個体から分離したのち遊泳し、放 卵・放精を行う(ストロナイゼーション)。本研究課題では、シリスの示す無性生殖様式であるストロナイゼーションの発生機構を明らかにすることを目的としている。特に後胚発生 において体軸の途中に頭部ができる仕組みについて焦点を当てる。
2019年度は、ミドリシリスにおいて確立した飼育誘導系を用いて、効率的にストロナイゼーションを誘導し、その過程で起こる組織学的な変化について詳細に観察した結果、ストロンの 頭部になる部分の内部の神経節が肥大成長し、「脳」に相当する神経節を形成することで、自律的な遊泳活動や異性の認識などが行えるようになることが明らかとなった。また、トランスクリプトームデータに基づいた遺伝子データベースが構築され、発生や再生、繁殖に重要な役割を果たす遺伝子群の配列を網羅的に把握することができた。
2020年度は、ストロナイゼーションの過程において、主要な発生制御因子の発現解析を、リアルタイム定量PCRを用いて行った。その結果、本体（親個体）の前部側において、幼若ホルモンの合成系遺伝子が発現上昇し、繁殖系列の遺伝子群の発現がそれに続き起こり、その下流で、ストロンのボディプラン形成が誘導されることが示唆された。
また、佐渡において前年度に採集した分岐するタイプのシリスは、形態学的および分子生物学的解析の結果、新種であることが明らかとなり、現在論文を作成中である。また、このタイプのシリスは隠岐においても確認され、日本海側に広く分布する可能性が考えられている。この分岐するシリスにおいてもトランスクリプトーム解析を推し進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2020年度は、予定通り、ミドリシリスのストロナイゼーションに関する分子生物学的解析を推進した。リアルタイム定量PCRを精力的に行った結果、様々な発生制御因子だけでなく、ホルモン関連遺伝子や繁殖系列の遺伝子群、エピジェネティクス関連因子の発現解析も行うことができ、ストロナイゼーションにおける生理発生因子の挙動が概ね明らかとなってきた。更に予想外の結果として、佐渡において採集された分岐タイプのシリスが新種であったことや、その種におけるトランスクリプトーム解析に着手できたことは、当初の予定にはない進展であり、今後の展開が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミドリシリスに関しては、更なる遺伝子発現解析と並行して、神経系の構築に関する蛍光マーカーおよび共焦点顕微鏡を用いた詳細な観察を行うとともに、RNA干渉法やゲノム編集法などの機能解析法の開発にも取り組む。また、各遺伝子の発現局在についても詳細な動態を知るため、in situ ハイブリダイゼーションを精力的に行いデータを蓄積する。
分岐するタイプのシリスについては、トランスクリプトーム解析の結果が出揃う予定であり、各表現型での特異的遺伝子発現など網羅的な解析結果が得られることが期待される。また新種としての記載論文も準備中であるため、これについても公表を目指す。
これら様々な繁殖様式・発生様式を示すシリス類について、その進化の様式を探るため、更に近縁種との比較なども行っていく。
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[Journal Article] Reproductive workers insufficiently signal their reproductive ability in a paper wasp.2020
Author(s)
Tsuchida K, Saigo T, Asai K, Okamoto T, Ando M, Ando T, Sasaki K, Yokoi K, Watanabe D, Sugime Y, Miura T
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Journal Title
Behav Ecol
Volume: 31
Pages: arz212
DOI
Peer Reviewed
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