Exploaring the origin of appendages in metazoans: Verification of the genitalia-origin hypothesis

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本研究課題は、左右相称動物の起源に関係すると考えられている無腸動物の繁殖様式について、交尾器形成の機構に着目して進化発生学的研究を展開している。三崎臨海実験所沿岸の潮間帯から潮下帯において通年採集可能なミサキムチョウウズムシを対象として、生殖腺（卵巣および精巣）と雄性交尾器（ペニス）の形成について、まずは詳細な組織観察を行った。その結果、卵巣組織は体の後半部の上皮近傍に、精巣組織は体の前半部の上皮近傍に形成されることが明らかとなり、精巣組織が存在する前半部の腹側に筋肉質の雄性交尾器が形成されることが明らかとなった。また、各発生ステージから抽出したRNAをもとにトランスクリプトーム解析を行い、主要な発生制御因子の遺伝子カタログを作成しており、現在はリアルタイム定量PCRに基づいて、付属肢形成遺伝子などの主要な発生制御因子の遺伝子発現解析が進行中である。一方、臨海実験所所有の飼育水槽中において多数個体が繁殖している無腸動物 Convolutriloba longifissura について、その繁殖様式を調べたところ、この種は無性的に分裂を行い増殖することが明らかとなった。本種は、体の前後に横分裂を行った後、後半部分のみが正中線にそって縦分裂を行うという特徴的な無性生殖様式をとることが明らかとなった。この特徴的な分裂様式を明らかにするため、経時観察および組織観察を詳細に行い、更にトランスクリプトームに基づく遺伝子発現解析（RNA-seq解析）を行ったところ、この縦分裂では、再生した2つの頭部の独立した動きが分裂を促進すること、縦分裂面の組織があらかじめ薄くなっていることが必要であり、縦分裂と並行して眼点形成・神経形成・正中線形成に関する遺伝子が発現上昇する事が明らかになった。更に、節足動物の複数の系統において、付属肢の形成や追加、また多様化についての成果が幾つも上がっている。