硬骨魚ゼブラフィッシュと古代魚チョウザメの骨形成の分子機構比較から解明する骨進化

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本研究は、ゼブラフィッシュとチョウザメの骨形成機構を比較することで骨進化を解明することを目的としている。そこで本年度は以下の実験を行った。[ゼブラフィッシュの骨形成機構の比較]ゼブラフィッシュの歯および脊椎骨の形成機構をRunx2、SPARCおよびBGPの発現解析により比較した。歯においてこれらの遺伝子は象牙芽細胞に発現していた。また、脊椎におけるRunx2およびSPARCの発現は、脊椎骨外表面のおよび脊髄内表面の細胞に認められた。このため、象牙芽細胞および脊椎骨の骨芽細胞が同様の機構で分化することが考えられた。[モルフォリノノックダウンによるRunx2のゼブラフィッシュの鱗における機能解析]再生過程の鱗におけるRunx2の発現をノックダウンした後、骨関連因子(Osterix、SPARC)の発現量を解析した。しかし、ノックダウンによるこれらの遺伝子の発現量に差異は認められず、Runx2の機能を明らかにすることは出来なかった。これまでに、モルフォリノオリゴは骨組織には吸収されにくいことがマウスを用いた研究から明らかとされてる。そのためノックダウンの効率が悪かったために、Runx2の機能を解析できなかったと考えられた。[アムールチョウザメの骨関連遺伝子のcDNAクローニング]本研究では、チョウザメの骨形成機構を解析するためにin situハイブリダイゼーションを行う予定である。そこでまず、骨関連遺伝子のクローニングを行った。その結果、2種類のRunx2と1種類のSPARCの部分断片を得た。以上のように、本研究によりゼブラフィッシュの骨組織における骨芽細胞関連遺伝子の発現解析が行われた。また、チョウザメにおけるRunx2の存在がはじめて確認され、今後のゼブライフィッシュとチョウザメの骨形成機構の比較による骨進化の解明が可能となった。以上の理由から本研究は非常に重要であると考えられる。