棘皮動物のプルテウス幼生形態の収斂進化をもたらした分子機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

ウニやヒトデなどの棘皮動物は、プルテウス型幼生とオーリクラリア型幼生の2つの形態に分かれており、両者の大きな違いは、プルテウスが発達した幼生骨片の持つ事である。本研究では、プルテウス型の幼生形態の進化の重要なステップである幼生骨片の獲得機構を明らかにする事を目的としている。これまでの研究で、ヒトデ幼生では発現していないが、ウニの幼生では骨片形成に必要不可欠な遺伝子として、転写因子Alx1とVEGFシグナルのリガンド、受容体をコードする遺伝子を発見した。したがって、これらの因子が幼生期に発現することが、幼生骨片の獲得に関与することが示唆されたた。本年度は、それらの因子をそれぞれまたは同時に、イトマキヒトデ幼生に強制的に発現させた際に、どのような遣伝子発現の変化があるのかを検討すべく、次世代シーケンサーによるRNAseqのデータ解析を行なった。既にAlx1単独では、少数ながら遺伝子発現の変化があることがわかっていたが、VEGFリガンドと受容体の強制発現でも多くの遺伝子の発現レベルが変化することが示唆された。一方で、Alx1とVEGFシグナルの活性化の試みでは、遺伝子発現の変化は認められるものの、ミネラルの形成といった表現型レベルの変化は認められなかった。これは幼生骨片の獲得はこれら2因子の幼生発現だけでは不十分である可能性を示唆する。そこで、上記2因子と同様にヒトデ幼生では発現していない骨片形成因子をスクリーニングし、新たな幼生骨片獲得因子の候補を絞るべく、ヒトデ幼生と成体、および幼生骨片をもつクモヒトデ幼生と成体のトランスクリプトームの解析に着手した。イトマキヒトデとスナクモヒトデの幼生を飼育し、各3ステージの幼生からRNAを抽出し、次世代シーケンサー(Illumina Hiseq2000)によるRNAseqを行なった。今後のデータ解析により、新たな候補遺伝子の絞り込みが期待できる。