棘皮動物の幼生骨片形成に関わる初期発生メカニズムの進化

棘皮动物幼虫骨碎片形成的早期发育机制的进化

• 批准号: 16J40008
• 负责人: 山嵜 敦子
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J40008/
• 关键词: 遺伝子重複; 遺伝子調節ネットワーク; ホメオボックス遺伝子; 転写因子; 遺伝子ネットワーク; 進化発生学

昨年度までに、原始的ウニのノコギリウニからPmar1を同定し、ウニ以外の棘皮動物からはPmar1は見つからなかったものの、Pmar1に近縁なホメオボックス遺伝子を複数同定し、phb遺伝子とした。本年度は、Pmar1とPhbの機能がどのように進化したかを明らかにするため、ノコギリウニとイトマキヒトデを用いて機能解析を行なった。一般的なウニではPmar1を過剰発現すると、全ての細胞が骨形成細胞へと発生する。しかし、ノコギリウニを用いてPmar1の過剰発現実験を行なった結果、中胚葉性細胞は増加するが、骨形成細胞は増加しなかった。また、過剰発現胚では一般的なウニと同様にEts1やAlx1が活性化されたものの、HesCも全体で活性化された。以上の結果から、ノコギリウニにおいてもPmar1は中胚葉性細胞の特異化に関わっているが、HesCを介さずにAlx1やEts1を活性化していることが示唆された。一方、イトマキヒトデを用いてPhbのノックダウン実験を行なったところ、原腸形成と間充織細胞形成の阻害とEts1、HesCの発現抑制が観察された。また、Engrailed repressor domainもしくはVP16 activation domainとPhbの融合タンパクの過剰発現実験から、ヒトデのPhbも転写抑制因子であることが示された。従って、ヒトデにおいてもPhbは未知の転写抑制因子を抑制することで、Ets1とHesCを活性化していることが示唆された。今回得られた結果は、（1）Pmar1遺伝子がウニの共通祖先でPhbの重複によって獲得されたこと、（2）Pmar1の祖先遺伝子はヒトデとウニの共通祖先で既に中胚葉への機能をもっていたこと、（3）原始的ウニと一般的なウニの祖先が分かれた後、一般的なウニの祖先で、Pmar1の下流にHesCが挿入されたこと、を示唆した。

Last year, the original Echinoderm was identified as Pmar1, and the Echinoderm other than Pmar1 was identified as Pmar 1, and the Echinoderm was identified as Pmar 1, and the Echinoderm was identified as Pmar1. This year, Pmar1 and Phb's functions are analyzed. General Pmar1 gene expression, whole cell and bone forming cell development In addition, the growth of mesodermal cells and bone forming cells increased as a result of the development of Pmar1. In addition to the above, it is also possible to activate Ets1 and Alx1 in general. The above results show that Pmar1 is related to the specificity of mesodermal cells, and HesC is related to the activation of Alx1 and Ets1. The first step is to prevent the formation of mesenchyme cells and inhibit the development of HesC. Vp16 activation domain and Phb fusion domain and Phb inhibition domain are displayed. In addition to the above, Phb can inhibit the activation of Ets1 and HesC. The results of this study are as follows: (1) Pmar1 genetic inheritance: its common ancestor: Phb's duplication;(2) Pmar 1 genetic inheritance: Phb's duplication;(3) primitive Pmar1 genetic inheritance: its common ancestor: Phb's duplication;(4) Pmar1 genetic inheritance: Phb's duplication;(5) Pmar1 genetic inheritance: Phb's duplication;(6) Pmar 1 genetic inheritance: Phb's duplication;(7) Pmar 1 genetic inheritance: Phb's duplication;(8) Pmar1 genetic inheritance: Phb's duplication;(9) Pmar1 genetic inheritance: Phb's common ancestor: Phb's duplication;(9) Pmar1 genetic inheritance:

项目成果

Evolution of larval skeletogenic mechanism: developmental system drift in echinoderm

幼虫骨骼形成机制的进化：棘皮动物的发育系统漂移

• 发表时间: 2018
• 作者: Atsuko Yamazaki;Yoshiaki Morino;Hiroshi Wada
• 通讯作者: Hiroshi Wada

The screening of adult skeletogenic genes in a starfish Patiria pectinifera: Implications for innovation of larval skeletons in echinoderm

海星成体成骨基因的筛选：对棘皮动物幼虫骨骼创新的启示

• 发表时间: 2016
• 作者: Atsuko Yamazaki;Yoshiaki Morino;Mao Nitobe;Hiroshi Wada
• 通讯作者: Hiroshi Wada

Evolution of upstream regulatory system for larval skeletogenic cell specification in echinoderm

棘皮动物幼虫骨骼细胞规范上游调控系统的进化

• 发表时间: 2018
• 作者: Atsuko Yamazaki;Yoshiaki Morino;Hiroshi Wada
• 通讯作者: Hiroshi Wada

Cidaroids, clypeasteroids, and spatangoids: Procurement, culture, and basic methods (Method in Cell Biology 150-Echinoderms Part A, Chapter 4)

Cidaroids、clypeasteroids 和 spatangoids：采购、培养和基本方法（细胞生物学方法 150-棘皮动物 A 部分，第 4 章）

• 发表时间: 2019
• 作者: Taku Hibino;Takuya Minokawa;Atsuko Yamazaki
• 通讯作者: Atsuko Yamazaki

Characterization of gene regulatory network for adult skeletogenesis in a starfish Patiria pectinifera: Implications for innovation of larval skeletons in echinoderm

海星成体骨骼发生基因调控网络的表征：对棘皮动物幼虫骨骼创新的启示

• 发表时间: 2016
• 作者: Atsuko Yamazaki;Yoshiaki Morino;Mao Nitobe;Hiroshi Wada
• 通讯作者: Hiroshi Wada