複雑ネットワークの視点からの新規細胞タイプの進化

从复杂网络的角度看新型细胞类型的进化

• 批准号: 18H04004
• 负责人: 和田 洋
• 金额: $ 27.87万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H04004/
• 关键词: 遺伝子ネットワーク; 新規細胞; プロモーター; ウニ; 進化; 遺伝子調節ネットワーク; 発生学的浮動; 変異ロバスト性; 新奇遺伝子; 遺伝子制御ネットワーク; 新規細胞タイプ; ゲノム; 非モデル生物; 棘皮動物; ヒトデ

棘皮動物の初期中胚葉形成において、Pmar1-HesCの二重抑制制御機構が獲得された過程に関して検証を行った。前年度までに、祖先的な棘皮動物でPhbによって担われていた抑制機構を、ウニでは、Pmarが代替するようになったプロセスを明らかにしていた。その場合、HesCが複数の下流遺伝子を同時に制御することを想定せざるを得なくなる。そこで、祖先的な棘皮動物では、別の遺伝子がHesCと同様な機能を果たして板と仮定して、そのような機能を持つ遺伝子をヒトデで探索したところ、KLFを同定した。KLFが担っていた機能をジョコにHesCが代替していくようになったと考えると、Pmar1-HesCの二重抑制制御機構を無理なく説明できる。発生学的浮動の進化プロセスの一端を明らかにした。発生砂時計モデルについて、遺伝子調節ネットワークの変異ロバスト性およびホメオスタシスの理論的モデルを作成し、マウスの胚形成時の遺伝子調節ネットワークに対する解析を行った。発生砂時計モデルに矛盾なく、マウスの胚形成中期において最も変異ロバスト性が高いことが示された。変異ロバスト性とホメオスタシスは排他的関係にあり、ホメオスタシスが低いことが胚形成中期での適応的優位性を持つことを理論的に示した。新奇形質の基盤となる新奇遺伝子を探索するために、short ORF(sORF)のコーディング性を推定する機械学習法を開発を行った。この推定の難しさは、学習とテストのサンプルから取り出せる統計量の少なさに起因する。そこで、canonical ORFのコーディング性の推定に用いられるコドン中の位置1からの6-merではなく、位置(1～3)毎からの4-merを統計量に用いた。その結果、単純な線形回帰を採用したモデルの推定精度が、位置1からの6-merや4-merを用いたロジスティック回帰やSVMを採用したそれを上回ることが示された。

Pmar1-Hesc double inhibitory mechanism is involved in the early embryo formation of echinoderms. In the past, the ancestors of Echinoderms were able to suppress the growth of their organs. In this case, Hesc is a complex and simultaneous process. Echinoderms, ancestors, ancestors, descendants, descendants, KLF is responsible for the function of HesC, and Pmar1-HesC is responsible for the unreasonable control mechanism. One end of the evolutionary process of evolution is clear. The theoretical model of sand formation time calculation, gene regulation time calculation time In the middle of the embryo formation period, there are many different characteristics. The relationship between different properties and different exclusions is shown in the theory of superiority between different properties and different exclusions in the middle stage of embryogenesis. A mechanical learning method for the estimation of novel ORFs is developed. The reason for the lack of statistics in the estimation and learning process The 6-mer of position 1 in the ORF is used for the estimation of the canonical ORF, and the 4-mer of position (1~3) is used for the estimation of the canonical ORF. The results of this method are as follows: 1. The linear regression method is used to estimate the accuracy of the estimation method. 2. The linear regression method is used to estimate the accuracy of the estimation method. 3. The linear regression method is used to estimate the accuracy of the estimation method.

项目成果

Regulation of Metamorphosis by Environmental Cues and Retinoic Acid Signaling in the Lecithotrophic Larvae of the Starfish Astropecten latespinosus

环境信号和视黄酸信号对海星卵磷脂幼虫变态的调节

• DOI: 10.1086/706039
• 发表时间: 2019
• 期刊: The Biological Bulletin
• 作者: Yamakawa Shumpei;Morino Yoshiaki;Honda Masanao;Wada Hiroshi
• 通讯作者: Wada Hiroshi

pmar1/phb homeobox genes and the evolution of the double-negative gate for endomesoderm specification in echinoderms

• DOI: 10.1242/dev.182139
• 发表时间: 2020-01
• 期刊: Development
• 影响因子: 4.6
• 作者: A. Yamazaki;Yoshiaki Morino;M. Urata;M. Yamaguchi;T. Minokawa;Ryohei Furukawa;M. Kondo;H. Wada

Quasiperiodic-Chaotic Neural Networks and Short-Term Analog Memory.

准周期混沌神经网络和短期模拟存储器。

• DOI: 10.1142/s0218127421300032
• 发表时间: 2021
• 期刊: Int. J. Bifurc. Chaos
• 作者: Yooprasert S;Culham A;Tagane S;Yahara T;Nguyen VD;Nguyen KS;Utteridge TMA;東樹宏和;N. Ichinose
• 通讯作者: N. Ichinose

Establishment of the novel bivalve body plan through modification of early developmental events in mollusks

通过修改软体动物的早期发育事件建立新型双壳类身体计划

• DOI: 10.1111/ede.12334
• 发表时间: 2020
• 期刊: Evolution & Development
• 影响因子: 2.9
• 作者: Wada Hiroshi;Phuangphong Supanat;Hashimoto Naoki;Nagai Kiyohito
• 通讯作者: Nagai Kiyohito

Development of the lamprey velum and implications for the evolution of the vertebrate jaw

七鳃鳗软腭的发育及其对脊椎动物下巴进化的影响

• DOI: 10.1002/dvdy.243
• 发表时间: 2020
• 期刊: Developmental Dynamics
• 影响因子: 2.5
• 作者: Yokoyama Hiromasa;Yoshimura Miho;Suzuki Daichi G.;Higashiyama Hiroki;Wada Hiroshi
• 通讯作者: Wada Hiroshi