陸上進出による酸素ストレスが生み出した四肢形態の進化

陆地扩张造成的氧应激引起的肢体形态演变

• 批准号: 19F19385
• 负责人: 田中 幹子
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-11-08 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19385/
• 关键词: 進化発生

近年、我々は、四肢動物の進化の過程で出現した指間細胞死には、大気中の「酸素」に由来する活性酸素種が必須なことを明らかにしてきた。この成果は、疾患の発症に深く関連する酸化ストレスが、個体発生の可塑的変化を引き起こすだけでなく、形態進化を導くことを示唆していた。本研究では、酸化ストレスによって獲得されたとされる指間細胞死による発生プロセスの進化の過程を理解することを目的として、(a) 爬虫類胚を題材に肢芽の形態パターンのメカニズムを明らかにし、さらに (b) 羊膜類ニワトリ胚を題材に指間細胞死の制御を理解することを試みた。その結果、(a) 前後軸方向に非対称なユニークな水かきをもつ爬虫類胚の肢芽の形態パターンが、水かきをつくる鳥類（アヒル）や哺乳類（コウモリ）の指間で強く発現することで、Bmp を抑制して、指間細胞死を阻害する Gremlin の発現の変化ではなく、指先端での Bmp シグナルの非対称な発現による骨分化タイミングの違いによって形成される事例を明らかにした (Cordeiro et al., under revision)。さらに、(b) ニワトリ胚の指間細胞死の制御が、チオレドキシンシステムによる AP-1 ファミリー転写因子 MafB のレドックス制御が、ニワトリの肢芽の細胞死制御に関わっている可能性を明らかにした（未発表）。また、酸素と形態進化に関する総説を発表した（Cordeiro and Tanaka, under revision)。

In recent years, my 々 は で の の evolution process, limb animals し た between cells that die に は, large 気 の "acid element" に origin す る acid active element of が must な こ と を Ming ら か に し て き た. こ の results は, disease の 発 disease に deep く masato even す る acidification ス ト レ ス が, individuals born 発 の plastic - を lead き up こ す だ け で な く, morphological evolution を guide く こ と を in stopping し て い た. This study で は, acidification ス ト レ ス に よ っ て get さ れ た と さ れ る between cells that die に よ る 発 raw プ ロ セ ス を の の evolution process understanding す る こ と を purpose と し て, (a) reptiles を subject に limb bud の form パ タ ー ン の メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に し, さ ら に (b) Amniotic ニワトリ embryo を subject に interdigital cell death control を understanding する とを とを try みた. そ の results, (a) front axle direction に non said seaborne な ユ ニ ー ク な water か き を も つ reptiles embryo の limb bud の form パ タ ー ン が, water か き を つ く る birds (ア ヒ ル) や mammals (コ ウ モ リ) strong fingers で の く 発 now す る こ と で, Bmp を suppression し て を resistance against cell death, his fingers す る Gremlin の 発 の now - the で は な く, refers to the apex で の Bmp シ グ ナ ル の non said seaborne な 発 now に よ る bone differentiation タ イ ミ ン グ の violations い に よ っ て form さ れ る examples を Ming ら か に し た (an et al., under revision). さ ら に, (b) ニ ワ ト リ embryo の between cells that die の royal が, チ オ レ ド キ シ ン シ ス テ ム に よ る AP - 1 フ ァ ミ リ ー planning write factor MafB の レ ド ッ ク ス royal が, ニ ワ ト リ の limb bud の cell death suppression に masato わ っ て い る possibility を Ming ら か に し た (not 発 table). Youdaoplaceholder0, acidin と morphological evolution に is related to the する総 theory を and を show た (Cordeiro and Tanaka, under revision).

项目成果

東京工業大学 生命理工学院 田中幹子研究室

东京工业大学生命科学技术学院田中干子实验室

大気中の酸素がもたらす細胞死機構の解明

阐明大气氧引起的细胞死亡机制

• 发表时间: 2020
• 作者: 小野沙桃実;Ingrid Rosenburg Cordeiro;岸田治;田中幹子
• 通讯作者: 田中幹子

ハーバード大学(米国)

哈佛大学（美国）

水面の壁を越える-大気中の酸素が形をつくるしくみ

穿越水面墙——大气中的氧气如何创造形状

• 发表时间: 2020
• 期刊: 比較内分泌学
• 作者: Kumar Sharvan;Koo Yun Hee;Higashino Tomohiro;Matsuda Wakana;Ghosh Samrat;Tsutsui Yusuke;Suda Masayuki;Imahori Hiroshi;Suzuki Katsuaki;Kaji Hironori;Seki Shu;田中幹子
• 通讯作者: 田中幹子

外的要因による四肢の発生プログラムの可塑的変化

由于外部因素导致的肢体发育程序的塑性变化

• 发表时间: 2020
• 作者: Kumar Sharvan;Koo Yun Hee;Higashino Tomohiro;Matsuda Wakana;Ghosh Samrat;Tsutsui Yusuke;Suda Masayuki;Imahori Hiroshi;Suzuki Katsuaki;Kaji Hironori;Seki Shu;田中幹子;田中幹子
• 通讯作者: 田中幹子