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ヒレから四肢への進化における鰭条/指骨格のTuringパターン共通性の解明

阐明从鳍到四肢进化过程中鳍射线/数字骨骼的常见图灵模式

基本信息

批准号：
20J21314
负责人：
田中祥貴
金额：
$ 1.98万
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：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21314/
关键词：
胸ビレ真骨魚類形態進化脊椎動物ゼブラフィッシュ fin to limb

项目摘要

今年度は研究計画の初期において進めていた真骨魚類の胸鰭骨格における形態比較の結果をまとめた論文を出版した。また、前年度の（２）Shh・Hox遺伝子の活性と機能に焦点を当て、ゼブラフィッシュにおける変異体の作製を行い、その対鰭に対する影響を観察した。まず、Shhを含むHedgehogシグナルを抑制している遺伝子の機能をCRISPR-Cas9を用いて欠損したところ、２対の対鰭に対してそれぞれ担鰭骨数の増加が観察された。この変異体における胸鰭の発生過程の観察を行ったところ、前後軸に沿った中央領域において担鰭骨数が特異的に増加していることが明らかになった。また、この遺伝子の欠損による影響は対鰭骨格にとどまらず、正中鰭、特に尾鰭において担鰭骨数の領域特異的な増加を促した。以上の結果から、真骨魚類の対鰭においても他の脊椎動物の有対付属肢と同様に前後軸に沿った骨格の特定化が行われている可能性、およびHedgehogシグナルへの応答能が正中鰭の段階で既に確立されていた可能性が示唆された。また、初めに計画していたチューリングパターンによる形態形成を、Bmp・Wntシグナルにて見出す試みは失敗したが、上記の担鰭骨数の増加を示す胸鰭における分岐状の構造が形成されることから、魚類の軟骨性骨領域において何らかのシグナルがチューリングパターン様のメカニズムを担っている可能性が考えられる。以上の結果と前年度の成果をもとに、現在学術論文を執筆中である。

This year, the results of morphological comparison of the pectoral fin skeleton of teleost fish were published in the early stages of the research project. (2) The activity and function of Shh·Hox gene in the previous year were focused on the influence of different factors on the operation of the gene. CRISPR-Cas9 is used to detect the increase in the number of genes in the gene. The development of the pectoral fin is observed along the central region of the anterior and posterior axes, and the number of fin bones is increased. The effect of the loss of the fin on the number of fin bones in the middle, middle and tail fin is increasing. The above results show that the possibility of the speciation of the skeleton along the anteroposterior axis of the paired limbs and the same axis of the vertebrate in the eustachian fish, the possibility of the differentiation of the midfin in the Hedgehog, and the possibility of the establishment of the midfin in the vertebrate. In the early stages of the project, the morphological formation of the pectoral fin, the increase in the number of fin bones recorded above, and the possibility of the formation of the bifurcated structure of the pectoral fin in the cartilaginous bone domain of fish were examined. The results of the previous year were published.