進化の過程で四肢動物が後肢の位置の大きな多様性を獲得した分子メカニズムの解明

阐明四足动物在进化过程中后肢位置获得巨大多样性的分子机制

• 批准号: 16J05065
• 负责人: 松原 由幸
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J05065/
• 关键词: 形態形成; 四肢発生; 多様性; 進化発生学; Hox; 種間比較

平成28年度は、まずこれまでの研究成果をまとめた論文を執筆した。分泌因子GDF11が四肢動物胚の沿軸中胚葉と測板中胚葉の両方においてHox遺伝子の発現を誘導し、発生中に仙椎と後肢の形成位置を統合していることを示し、加えて四肢動物の進化においてGdf11の発現開始タイミングの種間の違いが仙椎・後肢ユニットの形成位置の多様性を生んでいることを示す論文を執筆した。また、それに続く研究目標として、発生中にGdf11の発現開始タイミングを決める分子メカニズムを明らかにすることを定め、まずGdf11の発現開始機構の解明のための実験を行った。シーケンスブラウザSraTailorを用いたin silico解析を行ってエンハンサーの候補配列を絞り込み、候補配列にレポーターを繋いだコンストラクトをニワトリ胚に電気穿孔法によって導入した。その結果、沿軸中胚葉において活性を示すコアエンハンサー配列を約50 bp程度まで絞り込むことに成功した。また、コアエンハンサー配列の中に複数の転写因子結合配列を発見し、それらの配列に変異を導入することで、エンハンサー活性に必須な結合配列を同定した。次に、エンハンサー活性に必須な転写因子結合配列を手がかりに、Gdf11の上流因子の候補を考えた。そして、上流因子の候補を電気穿孔法を用いてニワトリ胚に導入し、実際にGdf11の発現誘導能を持っている遺伝子を明らかにした。その発現誘導能を持っている遺伝子は、Gdf11が発現する直前の発生段階から沿軸中胚葉で発現することを、in situ hybridizationによって確かめている。

在2016年，我首先写了一篇论文，总结了我以前的研究结果。我们撰写了一篇论文，表明分泌因子GDF11在四足动物胚胎的粘体和浆细胞中诱导HOX基因的表达，从而整合了发育过程中的椎骨椎骨和后肢的形成位置，以及在GDF11在Tetrapod跨度中表达的差异，并在Tetrapod的时期中差异，在Tetrapod的跨度中表达在多样性中的多样性中，在多样性中的形成术语中，则差异。单位。此外，作为随后的研究目标，我们确定了确定发育过程中GDF11表达时间的分子机制应阐明，并首先进行了一个实验，以阐明GDF11表达启动的机理。在使用序列浏览器sratailor的硅分析中，进行了缩小增强剂的候选序列，并通过电穿孔将包含连接到候选序列的报告的构造引入到鸡胚胎中。结果，我们能够缩小在粘胚层中活性的核心增强子序列，至约50 bp。另外，在核心增强子序列中发现了多个转录因子结合序列，并将突变引入这些序列中，以识别增强子活性必不可少的结合序列。接下来，我们使用转录因子结合序列为增强剂活性所必需的转录因子结合序列考虑了GDF11上游因子的候选者。然后使用电穿孔将候选因子引入鸡胚胎中，并揭示了一个实际上具有诱导GDF11表达的基因。原位杂交已经证实，具有诱导表达能力的基因在表达GDF11之前从发育阶段表达在粘性中胚层中。

项目成果

Efficient harvesting methods for early-stage snake and turtle embryos

• DOI: 10.1111/dgd.12278
• 发表时间: 2016-04-01
• 期刊: DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION
• 影响因子: 2.5
• 作者: Matsubara, Yoshiyuki;Kuroiwa, Atsushi;Suzuki, Takayuki
• 通讯作者: Suzuki, Takayuki