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プラナリアとナメクジウオを用いた脳の形態進化と分子進化との連関の解析

利用涡虫和文昌鱼分析大脑形态进化与分子进化的关系

基本信息

批准号：
07265227
负责人：
阿形清和
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Himeji Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07265227/
关键词：
プラナリア脳頭部形態形成遺伝子ナメクジウオ進化

项目摘要

近年、種々の形態形成関連遺伝子(Otx,Emx,Pax,Wnt,BF-1,Tlx等)の発現パターンから脊椎動物の脳に分節構造があることが明らかにされてきた。しかし、いつごろ・どのようにして頭部領域において脳の分節構造が進化したか、また形態形成関連遺伝子の分子進化とどのように関連しているのかは未だ解明されていない。そこで、本研究では、プラナリアとナメクジウオを用いて、脳の形態学的観察を詳細に行なうとともに、それらの動物において脳の形態形成関連遺伝子がどこまで進化しているのかを明らかにすることを目的に研究を行った。本年度においては、(1)脳の形態学的な観察について〈プラナリア〉プラナリアの神経細胞に特異的に発現するPC2遺伝子のクローニングに成功し、これをプローブに用いたin situ hybridizationから、プラナリアの脳には形態的な分節構造があることを明らかにした。また、視神経に特異的な抗体を用いた解析から、眼の視神経が特定の分節に投射していることを明らかにした。すなわち、プラナリアにおいて、すでに形態的にも機能的にも脳に分節構造があることを示すことができた。〈ナメクジウオ〉中国の青島で採集したナメクジウオ胚を用いて、抗ニューロフィラメント抗体によってナメクジウオ神経系を解析したが、従来からいわれているようにナメクジウオ頭部の神経系に特に分節構造は見出されなかった。(2)脳の形態形成関連遺伝子のクローニングとその発現パターンの解析について〈プラナリア〉プラナリア頭部cDNAよりOtx,Otp,Plx,BF-1遺伝子のPCR断片をクローン化することに成功した。また、Otx遺伝子については、そのcDNA全長クローンをcDNAライブラリーよりクローニングにすることに成功した。現在全塩基配列の決定を行なっている。また、全長クローンをプローブに用いてのin situ hybridizationを行い発現部位の同定を行ったが、再現性の高い結果はまだ得られていない。〈ナメクジウオ〉ナメクジウオ胚のcDNAよりOtx,Emx,Tlx,Plx遺伝子のPCR断片のクローニングに成功した。PCR断片をプローブに用いてin situ hybridizationを行ったが明瞭なシグナルは得られなかった。以上の結果は、脳の分節構造とそれを制御すると考えられる形態形成関連遺伝子はプラナリアというかなり原始的な動物から獲得されていた可能性を示唆しており、脳の形態および機能の進化は、形態形成関連遺伝子の複雑化によって引き起こされたと考えるより、それらの遺伝子の支配下に新たな細胞増殖関連遺伝子や成長因子遺伝子群がリクルートされて脳の進化が行なわれてきたのではないかという考え方を提供した。

In recent years, several species have been related to the formation of morphological forms (Otx, Emx, Pax, Wnt, BF-1, Tl x, etc.) The segmented structure of vertebrates is the same as that of vertebrates.しかし、いつごろ・どのようにしてHead area において脳のSectional structure がevolutionしたか、またThe molecular evolution of morphogenesis is related to the molecular evolution of the molecule.そこで、This study では、プラナリアとナメクジウオをUse いて、脳のmorphological observation in detail に行なうとともに、それらのanimal において脳のmorphogenesis related 缝子がどこまでevolution しているのかを明らかにすることをpurpose に research を行った. This year's においては, (1) 脳のmorphology's な観看について〈プラナリア〉プラナリアの神経 fine Cell-specific に発成するPC2缝子のクローニングにsuccessし、これをプローブに用いたin situ hybridization, プラナリアの脳には form of the segmented structure があることを明らかにした.また, optic god 経にspecific なantibody をいたanalyze から, ocular optic god 経がspecific のsection にprojection していることを明らかにした. The すなわち, the プラナリアにおいて, and the すでに form of the にも function of the にも脳に segmented structure があることをshows the すことができた. 〈ナメクジウオ〉China's Qingdao したナメクジウオEmbryo Use いて, anti-ニューロフィラメント antibody によってナメクジウしたがが、従来からいわれているようにナメThe クジウオ head's の神経 system has a special segmented structure and a されなかった. (2) Analysis of the relationship between morphological formation and formation of the morphology The PCR fragment of head cDNA よりOtx, Otp, Plx, and BF-1 was successfully transformed into することに.また、Otx 伝子については、そのcDNA full length クローンをcDNA ライブラリーよりクローニングにすることにsuccessfulした. Now the whole base arrangement is decided by the line.また、Full length クローンをプローブに用いてのin situ Hybridization is the same as the current location, and the reproducibility is high and the results are high. 〈ナメクジウオ〉ナメクジウオEmbryo のcDNA よりOtx, Emx, Tlx, Plx 缝子のPCR fragment のクローニングに Successful した. PCR fragments are used in situ hybridization. The results of the above are related to the formation of the segmented structure and the segmented structure of the control system.りOriginal animals can obtain されていたpossibilityをshowsしており, 脳のmorphologyおよびFUNCTIONのevolutionは, morphogenesis-related heritage伝子の综合雑化によって出き出こされたと考えるより、それらの缝子の新たな Cell Proliferation Related 伝子やGrowth factor legacy がリクルートされて脳のevolutionが行なわれてきたのではないかというtestえ方をprovided by した.