イモリの実験進化発生学による多様な指形態創出原理解明

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本研究では両生類のイモリを用いて実験発生学によって指形態の多様性がどのように生じるのかを明らかにすることを目的としている。まずイモリは前肢で4本、後肢で5本と異なる本数の指数を持っており、前肢と後肢を比較することで異なる指の本数が生じるメカニズムを明らかにできると考えた。昨年度までの研究により候補遺伝子のひとつであるHoxd13の機能解析実験で指の本数の変化は起こらなかったため、Hoxd13の上流にあたるShhの解析を進めた。前肢と後肢のShh発現時間を比較すると前肢では短く、後肢では長いことが明らかとなった。さらにShhの機能阻害実験及び再生時における発現誘導実験からShhがイモリの指本数を制御することを明らかにした。今後はShh発現が時空間的にどのように変化することで実際に指の本数が変化しているのかを明らかにするため、より詳細な解析を行う。指形態変化に対する別方向からのアプローチとしてイモリの遺伝学的解析も行った。昨年度までにGli3、Tbx3の遺伝子機能欠損イモリ（crispant）をCRISPR-Cas9によって作製し、他の四肢動物同様の遺伝子機能がイモリでも保存されていることを明らかにした。本年度はさらなる解析をTbx3 crispantに対して進めた。Tbx3 crispantの前肢は野生型で4本の指が2-3本に減少し、後肢は野生型で5本の指が6本に増加する。詳細な解析の結果、Tbx3 crispant前肢ではShh発現の低下（もしくは早期発現消失）、後肢ではShh発現の延長によって指本数が変化していることを明らかにした。しかしTbx3 crispantの前肢・後肢間で表現型が異なる要因が依然不明なため、今後それを明らかにするための解析を行っていく。これらの成果について２つの学会及び、１つのシンポジウムで口頭発表を行い、2報の論文を発表した。