魚類正中ヒレの進化発生学で新規器官獲得の機構を紐解く

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新たな器官構造の獲得は、大規模な形態進化として古くから興味を持たれる進化発生学の大テーマである。しかしこれまでは系統的に遠い動物で起こった現象で限られた範囲の比較を示す研究が多く、具体的な進化発生メカニズムの理解には至っていない。そこで本研究では、真骨魚の正中線で起こった有対化尾ヒレや第一背ヒレなど、新たなヒレ構造(付加的ヒレ構造)を獲得する形態進化に着目する。硬骨魚の各正中ヒレは、仔魚期にみられる正中膜ヒレ(MFF: Median Fin Fold)の退縮過程で現れてくる。特に正中ヒレ原基（ヒレ芽）は、退縮前のMFFの中に、prdm16発現として可視化される。令和4年度には、主にMFFに異常が起こる変異体dflにおける正中ヒレ芽の解析と、twin-tailゼブラの有対化尾ヒレの解析を行った。まず、dfl変異体に関しては、背ヒレ発生におけるprdm16-TG発現細胞の動態と形成される骨格の観察を行った。その結果、dfl変異体で異常になったMFFの中でも、野生型と変わらない時期からprdm16-TG発現細胞が確認された。またdfl変異体は、正常に近い背ヒレを形成した。したがって、ヒレ芽間葉系細胞はMFFの初期機能とは独立に誘導されることが明らかになった。一方、有対化尾ヒレを使ったヒレ発生ユニットの解析に関しては、有対化する尾ヒレで筋骨格系がどのように変化するのかを解析した。正常な尾ヒレは、ヒレ骨格の左右に筋肉が入る。しかし有対尾ヒレは、それらの左右の筋肉に相同な外側の筋肉だけでなく、有対化した尾ヒレ骨格の間に異所的な筋肉が確認された。この異所的な筋肉の由来を調べるために、現在発生を遡って異所的な組織構造がどのように存在するのかを観察している。