鳥類の共有派生形質を規定するゲノム配列とその機能の解明

阐明基因组序列及其定义鸟类共同衍生性状的功能

基本信息

批准号：
14J07050
负责人：
関亮平
金额：
$ 3.16万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

過去２年間の研究から、Sim1という遺伝子が風切羽の形成領域において鳥類に特異的な発現を示すことが明らかとなっていたため、当該年度は、Sim1と風切羽の関係性の詳細な調査を中心に研究を展開した。本来ニワトリの後肢はうろこで覆われているが、この領域に羽毛をもつ品種が存在する。そこで、この品種を用いて風切羽とSim1の発現の有無を調査した。まず成鳥の後肢を観察すると、その一部に風切羽が生えていることが判明し、さらに胚発生期においてその領域にSim1の発現が見られた。これらの結果は、Sim1の発現が風切羽形成に関与することを示唆するものである。なお、これらの解析は、ナショナルバイオリソースプロジェクト（ニワトリ・ウズラ）の支援を受けて遂行された。また、Sim1が風切羽へと神経軸索を誘因する機能をもつ可能性に着目し、これを検証した。野生系統のニワトリ胚の前肢および上記の脚羽品種胚の後肢における神経配向の状態を可視化したところ、Sim1の発現箇所に向かって軸索が伸長している様子が観察された。一方、Sim1が発現しない野生系統胚の後肢ではこのような状態は観察されなかった。また、Sim1発現細胞をニワトリ胚の肢に移植し、神経配向パターンの変化を調べると、移植した細胞群に向かって軸索が伸長している様子が観察された。その頻度は、コントロール実験としてSim1非発現細胞を移植した場合よりも高いことも確かめられた。これらの解析により、Sim1発現細胞に軸索を誘引する働きがある可能性が示唆された。Sim1の関与をより直接的に証明するためには、今後Sim1の異所的強制発現実験や機能抑制実験をおこない、神経配向パターンに変化が生じるかどうかを検証する必要がある。以上の研究成果の一部を論文としてまとめ、Nature Communications誌に発表した。

在过去的两年中，研究表明，该基因SIM1专门在形成飞行羽毛的地区的鸟类中表达，因此在今年，我们着重于对SIM1和飞行羽毛之间关系的详细研究。尽管鸡的后腿通常被鳞片覆盖，但该地区有羽毛的品种。因此，该品种用于研究是否表达飞行羽毛和SIM1表达。首先，当观察成年人的后肢时，发现其中一些人有飞行羽毛，在胚胎发育过程中，在该地区也观察到SIM1的表达。这些结果表明SIM1的表达参与飞行羽毛形成。这些分析是在国家生物库项目（Chicken and Quail）的支持下进行的。我们还通过关注SIM1具有诱导神经轴突进入飞行羽毛的功能的可能性来研究了这一点。当野生鸡胚胎的前肢和上述腿部翼犬胚胎的后肢中的神经取向状态被可视化时，观察到轴突伸向SIM1表达位置。另一方面，在不表达SIM1的野生胚胎的后肢中没有观察到这种情况。此外，当将表达SIM1的细胞植入鸡胚胎的肢体并检查神经取向模式的变化时，观察到轴突向植入的细胞组伸长。还证实，作为对照实验，该频率高于移植SIM1-Nonexpress-Nonexpress细胞的频率。这些分析表明，表达SIM1的细胞可能具有吸引轴突的功能。为了更直接地证明SIM1的参与，有必要在将来进行异位强制表达和SIM1的功能抑制实验，以验证神经定向模式中是否发生变化。上述一些研究结果已汇编为论文，并发表在《自然通讯》杂志上。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

An avian-specific cis- element acting for avian-specific gene expression during wing development exhibits similar activity in the mouse embryo

在翅膀发育过程中作用于鸟类特异性基因表达的鸟类特异性顺式元件在小鼠胚胎中表现出类似的活性

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryohei Seki;Cai Li;Tomohiko Sato;Mao Kondo;Haruka Matsubara;Daisuke Saito;Shiro Egawa;Jiang Hu;Luohao Xu;Hailin Pan;Naoki Irie;Guojie Zhang;Koji Tamura;Toshihiko Shiroishi
通讯作者：
Toshihiko Shiroishi

Lineage-specific highly conserved elements in avian genomes and their roles in regulation of avian-specific gene expression

禽类基因组中谱系特异性高度保守的元件及其在禽类特异性基因表达调控中的作用

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryohei Seki;Cai Li;Shiro Egawa;Mao Kondo;Tomohiko Sato;Jiang Hu;Luohao Xu;Hailin Pan;Naoki Irie;Guojie Zhang;Koji Tamura
通讯作者：
Koji Tamura

University of Copenhagen(デンマーク)

哥本哈根大学（丹麦）