研究成果

大脳の進化的起源に関わる機構をホヤで解明 -ホヤはなぜ大脳をつくれないのか-


2019年11月12日


     刘柏岐 理学研究科博士課程学生、佐藤ゆたか 同准教授は、脊椎動物に最も近縁な無脊椎動物であり、大脳あるいは終脳に相当する脳構造を持ってないホヤの脳の前方領域に、脊椎動物の吻側神経菱と同様に、Foxg遺伝子が発現していることを見つけました。

     脊椎動物は、その進化の過程で、脳、とりわけ大脳と呼ばれる領域を発達させ、高度な情報処理能力を獲得してきました。発生の過程で、大脳は終脳と呼ばれる構造から生じますが、終脳形成には、脳の前方に位置する吻側神経菱からのFGF分子を介した信号伝達が必要です。吻側神経菱で発現するFGF分子とそこで発現するFoxg遺伝子は、お互いに活性化しあうループ状の遺伝子調節回路を持っています。この遺伝子回路を通じて、脳の前方領域にもFoxg遺伝子が発現し、そこが終脳へと分化します。

     ホヤではFoxgは潜在的にFGF分子による制御を受けますが、Foxg遺伝子はFGFシグナル分子の発現を誘導できず、ループ状の遺伝子調節回路が未完成でした。脊椎動物とホヤの祖先が分岐した後の脊椎動物の進化の過程で、Fgf遺伝子がFoxgによって活性化されるようになり、それが終脳の誕生につながったと考えられます。

     本研究成果は、2019年10月29日に、国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。

    図:本研究の概要図

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】 https://doi.org/10.1038/s41467-019-12839-6

    【KURENAIアクセスURL】 http://hdl.handle.net/2433/244705

    Boqi Liu and Yutaka Satou (2019). Foxg specifies sensory neurons in the anterior neural plate border of the ascidian embryo. Nature Communications, 10:4911.


    大脳の進化的起源に関わる機構をホヤで解明 -ホヤはなぜ大脳をつくれないのか-
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