鳥類の共有派生形質を規定するゲノム配列とその機能の解明

阐明基因组序列及其定义鸟类共同衍生性状的功能

• 批准号: 14J07050
• 负责人: 関 亮平
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07050/
• 关键词: 形態形成; Evo-Devo; 鳥類; 羽毛; 四肢; 進化発生学; 比較ゲノム; 発生生物学; 国際情報交換; 中国

過去２年間の研究から、Sim1という遺伝子が風切羽の形成領域において鳥類に特異的な発現を示すことが明らかとなっていたため、当該年度は、Sim1と風切羽の関係性の詳細な調査を中心に研究を展開した。本来ニワトリの後肢はうろこで覆われているが、この領域に羽毛をもつ品種が存在する。そこで、この品種を用いて風切羽とSim1の発現の有無を調査した。まず成鳥の後肢を観察すると、その一部に風切羽が生えていることが判明し、さらに胚発生期においてその領域にSim1の発現が見られた。これらの結果は、Sim1の発現が風切羽形成に関与することを示唆するものである。なお、これらの解析は、ナショナルバイオリソースプロジェクト（ニワトリ・ウズラ）の支援を受けて遂行された。また、Sim1が風切羽へと神経軸索を誘因する機能をもつ可能性に着目し、これを検証した。野生系統のニワトリ胚の前肢および上記の脚羽品種胚の後肢における神経配向の状態を可視化したところ、Sim1の発現箇所に向かって軸索が伸長している様子が観察された。一方、Sim1が発現しない野生系統胚の後肢ではこのような状態は観察されなかった。また、Sim1発現細胞をニワトリ胚の肢に移植し、神経配向パターンの変化を調べると、移植した細胞群に向かって軸索が伸長している様子が観察された。その頻度は、コントロール実験としてSim1非発現細胞を移植した場合よりも高いことも確かめられた。これらの解析により、Sim1発現細胞に軸索を誘引する働きがある可能性が示唆された。Sim1の関与をより直接的に証明するためには、今後Sim1の異所的強制発現実験や機能抑制実験をおこない、神経配向パターンに変化が生じるかどうかを検証する必要がある。以上の研究成果の一部を論文としてまとめ、Nature Communications誌に発表した。

In the past two years, the research on the formation of wind-cut feathers in Sim1 and Sim1 has been carried out in the center of detailed investigation on the relationship between wind-cut feathers and birds. Originally, the hind limbs were covered with feathers and species existed in the field. Check whether there is any occurrence of Sim1 in the use of Sim 1. The occurrence of Sim1 in the field of embryonic development was observed in the hind limbs of adult birds. The result is that Sim1 appears to be related to the formation of wind shear feathers. The analysis of this problem is that the support for the solution of the problem is not easy to solve. Sim1 is a function of wind shear, axial induction, and possibility. In the wild system, the orientation of the forelimb of the embryo and the hindlimb of the embryo were visualized, and the orientation of the axon of the Sim1 was observed. One side, Sim1 is found in the wild system embryo hind limb, and the state is detected. Sim1 development cell transplantation, neural alignment, axonal elongation, etc. The frequency of cell transplantation is very high. This analysis shows that Sim1 has the potential to induce axons in cells. Sim1 is related to the direct proof of this, and in the future, Sim1 's different stress occurrence and function inhibition is necessary to verify the occurrence of a change in the orientation of the brain. The results of the above research are presented in the journal Nature Communications.

项目成果

Lineage-specific highly conserved elements in avian genomes and their roles in regulation of avian-specific gene expression

禽类基因组中谱系特异性高度保守的元件及其在禽类特异性基因表达调控中的作用

• 发表时间: 2014
• 作者: Ryohei Seki;Cai Li;Shiro Egawa;Mao Kondo;Tomohiko Sato;Jiang Hu;Luohao Xu;Hailin Pan;Naoki Irie;Guojie Zhang;Koji Tamura
• 通讯作者: Koji Tamura

University of Copenhagen(デンマーク)

哥本哈根大学（丹麦）

Developmental and genomic aspects of macroevolution in vertebrates.

脊椎动物宏观进化的发育和基因组方面。

• 发表时间: 2016
• 作者: S. Hayashi;H. Ochi;H. Ogino;A. Kawasumi;Y. Kamei;K. Tamura and H. Yokoyama;田村宏治
• 通讯作者: 田村宏治

An avian-specific cis- element acting for avian-specific gene expression during wing development exhibits similar activity in the mouse embryo

在翅膀发育过程中作用于鸟类特异性基因表达的鸟类特异性顺式元件在小鼠胚胎中表现出类似的活性

• 发表时间: 2015
• 作者: Ryohei Seki;Cai Li;Tomohiko Sato;Mao Kondo;Haruka Matsubara;Daisuke Saito;Shiro Egawa;Jiang Hu;Luohao Xu;Hailin Pan;Naoki Irie;Guojie Zhang;Koji Tamura;Toshihiko Shiroishi
• 通讯作者: Toshihiko Shiroishi