ニューラル・クライストの細胞の多様化を促した
Tyler A Square1,2, David Jandzik3,4,5, James L Massey6
1Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Colorado, Boulder, CO, USA. square@colorado.edu.
神経頂部細胞 (NCC) の進化は,脊椎動物のゲノム複製に先立つエンドセリン (Edn) 信号伝達経路によって引き起こされた. 遺伝子の重複とEDN経路の分岐により,脊椎動物におけるNCCの進化を容易にした.
科学分野:
- 発達生物学
- 進化生物学
- 遺伝学
背景:
- 神経頂部細胞 (NCC) は脊椎動物特有の移動細胞で,様々な成人の特徴を形成する上で極めて重要です.
- 遺伝子の複製のようなゲノム現象は,NCCの進化に寄与すると仮定されているが,直接的な機能的な証拠は欠けている.
- エンドセリン (Edn) シグナリングは脊椎動物に特有であり,の脊椎動物におけるNCCの発達に役割を果たします.
研究 の 目的:
- EDN信号の進化がNCCの進化の原動力であったかどうかを調査する.
- NCCの発展におけるEdnシグナリングの古代と系統特有の役割を理解する.
- 複製を含む遺伝子の進化を脊椎動物の新発見としてNCCの出現と結びつける.
主な方法:
- CRISPR-Cas9変異は,海 (Petromyzon marinus) のEDN,EDNR,DLX遺伝子を破壊するために使用されました.
- Xenopus laevisを用いて比較分析を行い,グナトストームを拡大した.
- 機能的な遺伝的証拠は,NCCの発達に対する遺伝子障害の影響を観察することによって集められた.
主要な成果:
- 脊椎動物のゲノム複製イベントの前に,EDNシグナル伝達がNCCで活発でした.
- ゲノム全体の重複に続いて,パラログなEDN経路が分岐し,異なるシグナル要求を持つ異なるNCCサブ集団につながった.
- EDN経路の標的の差異は,喉骨格と自律神経系の違いと相関しています.
結論:
- EDN信号の進化は,NCCの進化を駆動する遺伝子の起源と複製に機能的な遺伝的リンクを提供した.
- ゲノム複製後のEDNシグナル伝達経路の分岐により,発達モジュラリティが生み出され,NCC誘導体の独立した進化が可能になった.
- この研究は,遺伝子の複製と経路の多様化を通じて,脊椎動物の特徴であるNCCの段階的な進化の機能的証拠を提供します.
さらに関連する動画
09:03Analysis of Neural Crest Migration and Differentiation by Cross-species Transplantation
Published on: February 7, 2012
09:33Dissection, Culture and Analysis of Primary Cranial Neural Crest Cells from Mouse for the Study of Neural Crest Cell Delamination and Migration
Published on: October 3, 2019
関連する概念動画
Determination
Regulation of Angiogenesis and Blood Supply
Mechanism of Angiogenesis
Neurulation
Development of Blood Vessels
The initial formation of this system is facilitated by the small amount of yolk present in the ovum and yolk sac. Blood vessels originate from...
Role of Ephrin-Eph Signalling in Intestinal Stem Cell Renewal
