【研究領域課題番号】18H01323 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

形態形成 / 軟体動物 / 進化発生学 / 貝殻形成 / らせん成長 / バイオミネラリゼーション / 貝殻基質タンパク質 / プロテオーム / 左右性 / 進化 / 進化発生 / 表現型可塑性 / DNAメチル化 / 水流実験

【研究成果の概要】

本年度は以下の4つの項目の研究を主に行った。(1)軟体動物の貝殻基質タンパク質(SMP)の分子進化学的研究、(2) Wnt遺伝子の貝殻形成への関与の分析、(3)クサイロアオガイ（Nipponacmea fuscoviridis）胚への遺伝子導入の技術開発、（４）L. stagnalisのSMP遺伝子の発現非対称性を利用した貝殻形成で重要なSMPの同定。(1)では軟体動物におけるZona pellucidaドメインを含むSMP(EGFZPとE G F L)の構造、機能、進化の解析と、頭足類のオウムガイに含まれるSMPのプロテオーム解析を行い、前者ではEGFZPが他のSMPsと相互作用できることとEGFLがカルサイトの貝殻の進化に関連している可能性が高いことを解明した。後者ではオウムガイが独自のSMPを持つとともに、SMPに含まれるドメインについては、頭足類以外の分類群のSMPと共通するものが多く見られることを明らかにした。(2)では胚をWnt促進剤で処理することで生じた変異個体をCTスキャンで撮像し、それを元に貝殻成長モデルにおけるパラメータ推定を行った。(3)では、lophotrochinとengrailedの2つの遺伝子をターゲットにCRISPR/Cas9のコンストラクトを作成し、受精卵への顕微注入を行った。処理した胚よりDNAを抽出し、PCR/シーケンシングを行うことで、lophotrochin遺伝子においてゲノム編集が起きていることを確認した。(4)では、L. stagnalisの右巻系統と左巻系統の交雑と再度の分離によってゲノムを均一化した左右系統それぞれ3個体ずつを用いて、外套膜をそれぞれ前後左右に4分割し、それらの（合計24個の）トランスクリプトームデータを得た。現在それらの比較を行い、前後や左右に特異的に発現する遺伝子の特定を進めている。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】23244101 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

貝殻形成 / 軟体動物 / 形態形成 / 進化発生学 / バイオミネラリゼーション / 比較ゲノム / 貝殻基質タンパク質 / 冠輪動物 / トランスジェニック生物 / in vivoタンパク質機能解析 / bmp遺伝子 / レチノイン酸 / 貝殻タンパク質 / アコヤガイ / ゲノム / 形態進化 / らせん成長 / 遺伝子組換体

【研究成果の概要】

軟体動物の貝殻形成機構を解明するため、巻貝類のモノアラガイ、セイヨウカサガイ、クサイロアオガイ、二枚貝類のアコヤガイ、および頭足類のオウムガイ等を用いたゲノム解析、トランスクリプトーム解析、プロテオーム解析を行うとともに、胚への遺伝子導入技術の開発や各種阻害剤による遺伝子産物の機能解析を行った。その結果、貝殻の初期発生に関連した遺伝子経路と貝殻成長における巻きと捩れを制御するタンパク質を発見したほか、貝殻基質タンパク質を網羅的に同定し、それらの機能や進化プロセスを推定するとともに、軟体動物における遺伝子導入実験系を確立するなどの成果を得た。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】49,660千円 (直接経費: 38,200千円、間接経費: 11,460千円)