ヘビ特有の体軸伸長を誘導する進化的に獲得した分子機構の解明

阐明诱导蛇特异性体轴伸长的进化获得的分子机制

• 批准号: 21K19295
• 负责人: 鈴木 孝幸
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022)Nagoya University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19295/
• 关键词: ヘビ; 脊椎骨; 進化; パターン; 遺伝子発現; 発生; 初期胚; 骨格; 体軸; 進化発生

ヘビは手足の退化や非常に多くの脊椎骨を持つなど、他の脊椎動物とは異なる特異な形態的特徴を持つ。ヘビの細くて長いと言われる体の形は、胸腰椎の脊椎数が多いことに起因する。そこで本研究では、ヘビの体が長い謎を解明するために、発生期にヘビ特異的に脊椎骨の原器である体節が多く作られるメカニズムの解明を目指している。これまでに我々は日本固有種であるシマヘビの親個体から胚の採取を行い、これまで原腸陥入期から産卵直前までのシマヘビ胚の発生ステージ表を作成した。その中で、ヘビ胚の発生中では中軸幹細胞の数が異常に増大していることを発見した。そこで次に、この中軸幹細胞の分子生物学的特性を解明すること により、ヘビ特有の体軸の伸長を誘導する進化的に獲得された分子機構を解明したいと考えた。本研究を開始してからシマヘビ初期胚において体節が10-200個形成された胚の中軸幹細胞を単離し、そこからRNAを抽出した。比較対象として我々のこれまでの実験から明らかになっている、中軸幹細胞数が少ないスッポン胚、ニワトリ胚、マウス胚において 同様のステージの中軸幹細胞を単離した。初年度に全ての動物胚の中軸中胚葉の単離とRNAの採取を予定通り行うことが出来た。今年度にRNA-seq を行うためのライブラリーを作成し、４種の動物胚由来のサンプルのRNA-seqを行った。得られたデータからシマヘビでどのような特異的な遺伝子の発現が増加、もしくは減少しているのかをオントロジー解析により調べた。現在様々なパラメーターを改変させて遺伝子の比較解析を行っている。

蛇具有与其他脊椎动物不同的独特形态特征，例如静止的四肢，并且具有大量椎骨。蛇的身体形状据说长而稀薄，是由于胸椎和腰椎中大量的刺。为了解决蛇的长期奥秘，本研究旨在阐明许多蛇在新生阶段创建的许多蛇（它们是椎骨的原始器官）的机制。到目前为止，我们已经从日本的地面蛇的父母那里收集了胚胎，并创建了从胃lutherulation植物到产卵前的地面蛇胚胎的发育阶段图表。其中，我们发现在蛇胚胎的发育过程中，轴向干细胞的数量异常增加。接下来，我们想阐明这些中轴干细胞的分子生物学特性，并阐明诱导蛇独有的身体轴扩展的进化获得的分子机制。在本研究开始后，分离了在早期地面蛇胚胎中形成的10-200个节点的胚胎中部干细胞，并从中提取RNA。作为比较，我们以较少的中间大小的干细胞在柔软的乌龟胚胎，鸡肉胚胎和小鼠胚胎中分离了中型干细胞的同一阶段。在第一年，可以按计划隔离所有动物胚胎和RNA收集的中胚层。今年为RNA-seq创建了一个库，并衍生自四种动物胚胎的样品被RNA隔离。从获得的数据中，使用本体分析来研究蛇中的特定基因表达增加或减少。当前，正在改变各种参数以分析基因。

项目成果

四肢動物における後肢の位置の多様性を生み出した分子基盤

四足动物后肢位置多样性的分子基础

• 发表时间: 2023
• 作者: Kawada Tsuyoshi;Osugi Tomohiro;Matsubara Shin;Sakai Tsubasa;Shiraishi Akira;Yamamoto Tatsuya;Satake Honoo;鈴木孝幸
• 通讯作者: 鈴木孝幸

The dynamic spatial and temporal relationships between the phalanx-forming region and the interdigits determine digit identity in the chick limb autopod.

指骨形成区域和指间之间的动态空间和时间关系决定了雏鸡肢体自动足中的数字身份。

• DOI: 10.1002/dvdy.323
• 发表时间: 2021
• 期刊: Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists
• 作者: Suzuki,Takayuki;Fallon,JohnF
• 通讯作者: Fallon,JohnF

大阪公立大学理学研究科生物学専攻 発生生物学研究室

大阪公立大学研究生院理学研究科生物系发育生物学实验室

ニワトリ-ウズラの属間F1雑種胚を用いたトランスクリプトーム解析による種間の遺伝子発現量の違いの検出

使用鸡-鹌鹑属间杂交胚胎进行转录组分析检测物种间基因表达水平的差异

• 发表时间: 2022
• 作者: Yaguchi Hajime;Suzuki Shogo;Kanasaki Naoto;Masuoka Yudai;Suzuki Ryutaro;Suzuki Ryouhei H.;Hayashi Yoshinobu;Shigenobu Shuji;Maekawa Kiyoto;鈴木孝幸
• 通讯作者: 鈴木孝幸

Downregulation of Grem1 expression in the distal limb mesoderm is a necessary precondition for phalanx development.

• DOI: 10.1002/dvdy.431
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: DEVELOPMENTAL DYNAMICS
• 影响因子: 2.5
• 作者: Lancman, Joseph J.;Hasso, Sean M.;Suzuki, Takayuki;Kherdjemil, Yacine;Kmita, Marie;Ferris, Andrea;Dong, P. Duc S.;Ros, Marian A.;Fallon, John F.
• 通讯作者: Fallon, John F.