恐竜型股関節とトカゲ型股関節の形態差を生ずる機構の解明

阐明恐龙型和蜥蜴型髋关节形态差异的机制

基本信息

批准号：
15J06859
负责人：
江川史朗
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では股関節の骨盤側の構造(寛骨臼)が、どのような発生過程の変更で恐竜タイプへ進化したのかを明らかにする。この恐竜タイプの寛骨臼は鳥類まで引き継がれているので、恐竜タイプの寛骨臼の発生を理解する為にニワトリを、祖先状態を理解する為にヤモリ・カメを用いた。昨年度までの進捗では、鳥類の骨盤原基は“爬虫類”のそれよりも何かしらの分泌因子(大腿骨原基もしくは周囲の間充織細胞interzoneから由来)に対して応答性が高く、これが恐竜タイプの寛骨臼の形成の原因であることが示唆されていた。本年度は、候補遺伝子の発現解析や候補遺伝子を発現した細胞の移植などにより、上記の機構を分子メカニズムのレベルまで明らかにした。結果として、鳥類の骨盤原基は“爬虫類”のそれに比べ、Wntシグナル経路に対して敏感に応答することが明らかになった。また、新たにリムレス変異体というニワトリ変異体を米国のリソースセンターより導入した。本変異体では骨盤はあるものの大腿骨は発生しない。本変異体の表現型を観察したところ、寛骨臼には孔が存在し、股関節にはWnt経路のライガンドも発現していた。上記の結果をもって、恐竜は骨盤原基がWntに対して高応答になったことで恐竜タイプの寛骨臼を獲得したと仮説した。最後に、文献調査により、上記の仮説と化石記録の整合性を検証し、不整合な部分に関しては補助仮説を導入した。以上の内容を博士論文としてまとめ、その一部を学術雑誌に投稿した。

这项研究将揭示髋关节（髋臼）的骨盆结构如何通过改变其发育过程而演变为恐龙类型。由于这种恐龙型髋臼已被传递给鸟类，因此使用鸡来了解恐龙型髋臼的发育，而壁虎和乌龟被用来了解祖先的状态。直到去年的进展表明，鸟类中的骨盆原始对某种分泌因子（源自股骨原基或周围的间充质细胞间倍酶）的反应比“爬行动物”的反应性更高，这表明这是恐龙型乙酰髋臼形成的原因。今年，我们通过分析候选基因的表达和表达候选基因的移植细胞的表达来阐明上述机制。结果，发现鸟类中的骨盆原始对Wnt信号通路的反应比“爬行动物”中的响应更敏感。此外，已经从美国的一个资源中心引入了一种称为无框突变体的新鸡突变体。该突变体有骨盆，但没有发展股骨。当我们观察到该突变体的表型时，髋臼中有一个孔，并且在髋关节中也表达了来自Wnt途径的lygands。通过上述结果，我们假设恐龙因对Wnt的反应很高而获得了恐龙型髋臼。最后，文献综述研究了上述假设和化石记录的一致性，并引入了不一致地区的辅助假设。以上信息汇编为博士学位论文，其中一些信息已提交给学术期刊。