四肢骨格筋の獲得に寄与したミオシン重鎖遺伝子群の分子進化

有助于获得肢体骨骼肌的肌球蛋白重链基因的分子进化

• 批准号: 22K06376
• 负责人: 田村 啓
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06376/
• 关键词: 陸上進出; ミオシン重鎖遺伝子; 肉鰭類

陸上進出には、四肢形成、およびその骨格筋の獲得が重要であるが、その骨格筋の特性を決定するミオシン重鎖 (myh) 遺伝子の分子進化から、水棲・陸棲の運動様式に寄与する骨格筋の機構解明を目的として研究を行っている。2022年度は、両生類(Xenopus tropcalis, Ambystoma mexicanum）およびハイギョ(Protopterus annectens) において特異的に保持されている新規型 myh 遺伝子群の発現解析および分子動力学(MD)シミュレーションを用いたMYHタンパク質の機能解析を行った。myh 遺伝子発現をアンプリコンシークエンスによって解析したところ、新規型 myh 遺伝子群は、両生類では尾部に発現していたが、ハイギョでは、尾部でも発現は認められたが、myh遺伝子における新規型myh 遺伝子の発現割合が低かった。また、両生類およびハイギョのMYH タンパク質のアミノ酸配列から立体構造を予測し、MDシミュレーションを行うことで、MYHタンパク質の特性を解析した。その結果、両生類およびハイギョの新規型 MYH タンパク質はヒトMYH1, MYH4 といった速筋型ミオシンと近い性質があることが分かった。以上のことから、脊椎動物の進化過程において、速筋型の性質をもつ新規型MYHを獲得し、四足動物へと分岐する過程で、発現部位が尾部や四肢に限局されていき、その後、完全陸棲脊椎動物では、新規型 myh 遺伝子群が消失した可能性が示唆された。

The study on the molecular evolution of terrestrial and terrestrial migration patterns and the mechanism of skeletal muscle acquisition is important for determining the characteristics of skeletal muscle. In 2022, Xenopus tropcalis, Amblystoma mexicanum and Proteopterus annectens were selected for the study of the evolution and molecular dynamics (MD) of new myh-like groups. The myh gene is generated by the new myh gene group, the tail of the new myh gene group, the tail of the new myh gene group, and the tail of the new myh gene group. For example, the analysis of the properties of MYH and its derivatives, the prediction of the three-dimensional structure, the analysis of the properties of MYH and its derivatives, and the analysis of the properties of MYH and its derivatives. The result is that the new type of MYH is different from MYH1, MYH4 and the new type of MYH is different from MYH1. The above results show that the evolutionary process of vertebrates, the nature of the rapid-muscle type, the acquisition of the new MYH type, the branching process of tetrapods, the occurrence of the tail and limbs, the complete terrestrial vertebrates, and the possibility of the disappearance of the new myh type.

项目成果

両生類及び肉鰭類ハイギョに特異的なミオシン重鎖遺伝子クラスターの分子進化

两栖类和肉肺鱼特有的肌球蛋白重链基因簇的分子进化

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayashi Shun;Suda Kosuke;Fujimura Fuga;Fujikawa Makoto;Tamura Kei;Tsukamoto Daisuke;Evans Ben J;Takamatsu Nobuhiko;Ito Michihiko;加藤優斗，宮坂拓実，金子大輝，横山悠里，福井彰雅，伊藤道彦，高松信彦，田村啓
• 通讯作者: 加藤優斗，宮坂拓実，金子大輝，横山悠里，福井彰雅，伊藤道彦，高松信彦，田村啓