Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

盗葉緑体現象 / プロテオーム / 種間相互作用 / 光合成 / 軟体動物

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

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。

系統ゲノム解析 / 頭足類 / 生体鉱物 / オウムガイ / 貝殻タンパク質 / トランスクリプトーム / プロテオーム / 系統ゲノム学 / 軟体動物 / 環境変遷 / アコヤガイ / シグナル伝達因子 / 進化古生物学

本研究の主な目的は、頭足類の進化を総合的に理解することである。目的を達成するためには、以下の二つのサブテーマで研究を進めて行く。
1.頭足類オウムガイの貝殻基質タンパク質の同定
本研究で，オウムガイ Nautilus pompilius の貝殻基質タンパク質の同定をした．具体的には，61個の貝殻基質水溶性タンパク質を同定した．そのうちの36タンパクについて，保存的機能ドメインの同定が出来た．また，ゲノム情報が報告された貝殻を持つ軟体動物（貝殻亜門）の３種のアコヤガイ，カサガイ，カキの情報と比較ゲノム学的解析を行った結果，同定された様々なドメインのうち，14個が4種の全て（オウムガイ，アコヤガイ，カサガイ，カキ）にあることがわかった．その結果をもとに，軟体動物における貝殻形成や生体鉱物関連遺伝子やタンパク質の進化について議論した．上記した結果についての中間報告を学会で３回報告した（2012バイオミネラルワークショップにポスター発，2013JPGU（地球惑星科学連合大会）及び2015バイオミネラルワークショップで口頭発表）．研究が最終段階まで到達したため現在，すべての結果をまとめて文章に起こしており，今年の上半期には論文投稿する予定である．
2.頭足類の系統ゲノム解析
現在，HiSeq次世代シーケンサーによるトランスクリプトーム配列決定が終わり，そのシーケンスアセンブリーも終わった．これから，系統解析に有用な相同遺伝子マーカーを選び、次いで、系統解析や分岐年代推定を行う予定である．本研究の最終成果を27年度中に学術論文に報告することを目指している．

【研究分担者】
野下浩司	九州大学	理学研究院	助教	(Kakenデータベース)