脊椎動物における窒素排出様式の進化

脊椎动物氮排泄模式的进化

基本信息

批准号：
15J08671
负责人：
高木亙
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J08671/
关键词：
円口類窒素代謝 RNAseq 卵黄嚢上皮甲状腺胚体外器官尿素合成

项目摘要

円口類(ヤツメウナギ・ヌタウナギ)は進化的に重要な系統位置を占める動物群であり、本研究は顎口類と、2種の現生円口類を用いた比較解析によって、脊椎動物体液調節機構の多様性とその進化プロセスの解明を目的としている。今年度は島根で捕獲された約50匹のヌタウナギ成体を研究所内の飼育水槽で約半年間飼育し、現地のものとあわせて15個の受精卵を得た。昨年度から体液恒常性の維持に関わる内分泌物質の合成器官の発生について、形態学的観察をおこなっていたが、今年度は特に甲状腺(ヤツメウナギ幼生では内柱)の形態比較を、種々の脊椎動物に対しておこなった。これまでヌタウナギの甲状腺の発生については100年以上報告がなく、同じ円口類のヤツメウナギのように、内柱様の形態を経て甲状腺が生じるのか、直接発生するかは議論の対象となっていた。今回、ヌタウナギの発生過程の胚を詳細に観察した結果、ヤツメウナギと異なり、甲状腺原基は咽頭底から直接出芽し、腹側間葉領域に伸長していくことを明らかにした。この結果は円口類と顎口類の分岐以前から、顎口類的な甲状腺の発生パターンが存在したことを示唆しており、本研究の成果は、脊椎動物の進化を研究する上で、ヌタウナギ・ヤツメウナギ類の両グループを扱うことの重要性を示している。また、板鰓類トラザメを用いた発生初期の浸透圧調節機構に関する研究も行っており、同じ軟骨魚類に属するゾウギンザメ(全頭類)と同様に、尿素回路酵素の遺伝子発現レベルや酵素活性が、胚体に比べて卵黄嚢上皮で有意に高く、肝臓の発達が進むにつれて徐々に尿素合成の場が卵黄嚢上皮から胚体(肝臓)へと移行していくことを明らかにした。硬骨魚真骨類の発生においても、胚体外組織である卵黄嚢上皮は体液恒常性の維持に大きく貢献しており、その重要性は水棲脊椎動物に広く共通するものだと考えられる。

圆口动物（七鳃鳗和盲鳗）是一类在进化上占据重要系统发育地位的动物，本研究旨在通过使用颌口动物和两种现存圆口动物的比较分析来研究脊椎动物的体液调节，目的是阐明机制和多样性。他们的进化过程。今年，在岛根捕获的约50条成年盲鳗在研究所的繁殖池中饲养了约半年，获得了15个受精卵，其中包括来自当地的卵。从去年开始，我们一直在对参与维持体液稳态的内分泌合成器官的发育进行形态学观察，今年我们将特别比较各种脊椎动物的甲状腺（七鳃鳗幼虫中的内分泌柱）的形态。反对。迄今为止，100多年来一直没有关于盲鳗甲状腺发育的报道，并且关于甲状腺是否像七鳃鳗那样通过柱内样形态发育一直是一个争论的话题。也是圆口的成员，或者是否直接发育。这次，通过对盲鳗胚胎发育过程的详细观察，我们发现，与七鳃鳗不同，甲状腺原基直接从咽底萌芽，延伸到腹侧间质区。这一结果表明，在圆口动物和颚口动物分化之前，甲状腺发育就已经存在类似颚口动物的模式，这项研究的结果将有助于研究脊椎动物的进化，这表明了治疗盲鳗和七鳃鳗类群的重要性。我们还利用板鳃虎鲨进行早期发育过程中的渗透压调节机制的研究，与象鲨（全颅）一样，它们属于同一软骨鱼类家族，其尿素循环酶的基因表达水平和酶活性是不同的。研究发现，卵黄囊上皮中的尿素合成明显高于胚胎体，并且随着肝脏的发育，尿素合成的部位逐渐从卵黄囊上皮转移到胚胎体（肝脏）。在硬骨鱼的发育过程中，卵黄囊上皮作为一种胚胎外组织，对维持体液稳态有很大贡献，其重要性被认为是水生脊椎动物所共有的。