2020 Fiscal Year Final Research Report
Evolution of echinoderms -molecular mechanisms that establish the rays-
Project/Area Number |
19K22420
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
|
Research Institution | Kanazawa University |
Principal Investigator |
|
Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
|
Keywords | 棘皮動物 / 成体原基 / ボディープラン / FGFシグナリング / 放射線/歩帯 / ヨツアナカシパン |
Outline of Final Research Achievements |
Echinoderms belong to bilaterian animals, but they form the adult rudiment in larvae and metamorphose into pentaradial juveniles. However, little is known about the molecular mechanisms underlying the adult rudiment formation. Using CRISPR/Cas9 system, I knocked out fgf8/17/18 and fgfa in sea urchin larvae and analyzed phenotypes of the adult rudiment from both the three-dimensional images and the expression of marker genes, and clarified the followings. (1) fgf8/ 7/18 autonomously expressed in the vestibule ectoderm induces the hydrocoel mesoderm from the archenteron and regulates the extension of radial canals from the hydrocoel. Therefore, fgf8/ 7/18 KO larvae fails to form adult rudiment and cannot metamorphose, (2) fgf8/17/18 activates fgfa in the hydrocoel, but fgfa KO larvae can metamorphose into pentaradial juveniles, and (3) establishment of echinoderm’s rays is likely regulated by unidentified signals downstream of fgf8 /17/18.
|
Free Research Field |
進化発生学
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
棘皮動物の特異な体制の進化は未だに動物学の謎として残っている。その五放射体制は幼生の成体原基のなかで作られる。しかし、成体原基形成の分子機構はほとんど不明であった。 成体原基形成は、羊膜外胚葉が水腔中胚葉と接触することから始まる。本研究は、羊膜外胚葉で自律的に発現するfgf8/17/18が原腸から水腔中胚葉を誘導することを初めて明らかにしたことに学術的な意義がある。さらに、fgf8/17/18は水腔からの放射水管伸長とそれを覆う歩帯外胚葉の特異化をも調節しているので、ウニの成体原基形成遺伝子調節ネットワークのトップであると考えられる。他の棘皮動物における成体原基形成機構との比較が待たれる。
|