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一年魚 / 発生休止 / 細胞分裂 / 休眠 / 細胞

東アフリカの明瞭な雨期乾期がある地帯に生息するNothobranchius属魚類は、雨季に生じた水溜まり中で成長して成魚となり産卵に至る、乾季が訪れ、水が干上がると成魚は死んでしまうが、卵は泥中において発生を停止した状態で過ごし、次の雨期が来ると発生を再開して孵化・成長し、その後、産卵をする一年サイクルの生活史をもち一年魚と呼ばれる。このような発生に対する悪条件を発生停止状態でやり過ごす現象を発生休止(Diapause)と呼び、脊椎動物を含む、さまざまな動物群でそれぞれの環境ストレスに応答して発生休止が生じることが報告されているが、その分子メカニズムについてはあまり解析されていない。本研究では、実験室で簡単に維持できる一年魚、Nothobranchius korthausaeをモデルとして、脊椎動物の発生休止の分子メカニズムを解析し、それが通常の胚発生をする近縁種から如何にしてに進化してきたか理解することを目指している。 2021年度は、これまでの研究で見つかった発生休止に関わる可能性がある遺伝子の欠失突然変異体を、CRISPR/Cas9によるゲノム編集により作出して、突然変異体ホモ接合体において発生休止にどのような影響があるかを評価し、発生休止に係る機能を解析していた。2022年度も引き続き解析を続ける予定である。また、発生休止に伴う細胞周期の変化を解析するために細胞分裂期の細胞核は緑、分裂間期のそれは赤の蛍光タンパク質を発現するFucciトランスジェニック系統を樹立・維持し、共焦点レーザー顕微鏡によるタイムラプス観察を行っている。

一年魚 / 発生休止 / 休眠 / 細胞 / 発生 / 発生進化

東アフリカに生息する一年魚(Nothobranchius korthausae)を用いて、脊椎動物の発生休止メカニスムの分子実態と、それらが進化的にいかに獲得されたのかを推定することを目的に研究を行った。
発生休止前後で発現が変動する遺伝子の発生休止に関わる機能を調べるためにCRISPR/Cas9により突然変異体を作成し、表現系を観察した。
また発生休止に伴う細胞分裂周期を可視化するために、Fucciトランスジェニック系統を樹立し、発生休止に伴う細胞周期の変動を観察した。

これまで研究に用いられてこなかったアフリカ産の小型魚類Nothobranchius korthausaeを用いて、ほとんど解析が進んでいない脊椎動物の発生休止現象の解明に先鞭をつけた。また、本研究を通じて、これまで研究に用いられてこなかったN. korthausaeを、メダカやゼブラフィッシュのように簡単に実験室で飼育維持する方法や、蛍光タンパク質遺伝子を導入するトランスジェニック技術や、CRISPR/Cas9等のゲノム編集技術も確立し、新しい実験モデル生物を提案できた。