中枢神経の出現に伴う腸管神経系の進化

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ウニの腸管に数個の神経様細胞が存在することを2018年度までに報告し、2019年度はその機能に着目した研究を行った。腸管神経系は胃と腸の間の幽門近郊に存在することから、幽門開閉に関わることが示唆されてきたが、関与する神経伝達物質やその伝達のメカニズムの詳細は未知であった。そこで、この時期のウニ胚に存在することが知られている神経伝達物質の阻害実験や、神経伝達物質を胚に直接添加するなどの実験を行った。その中でウニ腸管の形成や機能に影響を及ぼしている可能性を持つ候補因子が見つかり、その伝達経路の解析も含め、今後の研究につながる成果を得ることができた。また、ウニ胚における遺伝子発現の阻害実験にはこれまでモルフォリノ・アンチセンスオリゴを卵に注入する方法が主に用いられてきたが、現在ゲノム編集の主流であるCRISPR-Cas9システムを適応してノックアウトウニの作製を試みた。破壊対象遺伝子としては、色素合成を担うポリケチド合成酵素Polyketide synthase 1 (Pks1) を選択し、実際にF0世代からアルビノウニを作製することができ、さらに、それらの掛け合わせた子孫のF2世代から、ホモ接合型変異体であるアルビノウニを作製することができた。これは世界で初めてのホモ接合型変異体ウニである。ウニでもノックアウト系統を作製することを証明できたため、この技術を利用して腸管神経に関与する遺伝子のノックアウト系統作成を試みることが今後可能となった。