Kobayashi Lab

プラナリアを用いて生殖様式転換のメカニズムについて研究をしています

研究紹介

性を伴わない生殖様式である無性生殖では、個体は普通、分化多能性幹細胞を有しており、それから組織や器官を新生して新たな個体をかたちづくる(例:カイメン/芽球形成;ヒドラ/出芽;プラナリア/横分裂後に再生;ヤマトヒメミミズ/断片化後に再生;群体ホヤ/血管出芽)。実は、哺乳類のように有性生殖しかできない後生動物は思いのほか少数派であるし、逆に全く有性生殖を行わないと考えられる生物も例外的である。多くの動物は、無性生殖と有性生殖のどちらも行う能力があり、世代、系統、環境条件などに応じて両者を使い分けているのである。子孫を残す際の多様性の創出・生殖コストという点で相反する特徴を持つ二つの生殖様式を転換する機構は、いわば両者のいいとこ取りをした都合のよい生殖戦略といえる。私達は、無性生殖と有性生殖の切り替えをするプラナリアDugesia ryukyuensisを用いて、その無性個体に人為的に生殖器官を誘導させて有性個体にすること(有性化)を可能とした。

Kenk (1941)は有性個体の頭部側1/3を無性個体の尾部側2/3に接木することにより、無性個体由来の後部に生殖器官を誘導させた。その後、GrassoとBenazzi (1973)はD.  dorotocephalaの無性個体に別種であるPolycelis nigraの有性個体を餌として与えることによる有性化に成功した。これらの結果は、異科間でも有効な有性個体中の化学物質「有性化因子」によって生殖器官が誘導されたこと意味している。私達は、この有性化因子が生殖様式転換機構を分子レベルで解析するための出発物質になると考え、有性化因子の単離のために迅速かつ安定した結果の得られる有性化系を確立した。検定個体としては、D. ryukyuensisの無性生殖のみによって増殖したクローン集団OH株(当研究室で1986年に沖縄で採集した1匹の無性個体に由来する)を、有性化因子のソースとしては有性生殖のみを行うBdellocephala brunneaを用いた。この実験系では、全ての検定個体が約1ヶ月で完全に有性化する。有性化過程を形態的変化から5つのステージに分類した(図)。ステージ1では、一対の未発達な卵巣が肉眼でみえるようになる。ステージ2では、その卵巣内に卵母細胞が発達してくる。ステージ3では精巣と交接器官の原基が現れ、ステージ4では、卵黄腺の原基が現れ、腹側に生殖孔が開く。そして、ステージ5では、すべての生殖器官が成熟して有性個体の体制が整う。現在、天然有機化学的手法で有性化因子の単離・同定を進める一方で、有性化系を用いてプラナリア有性化現象を発生生物学と生殖生物学の両面から解析している。

研究テーマの紹介

リュウキュウナミウズムシOH株

1984年に沖縄で採集されたリュウキュウナミウズムシ(Dugesia ryukyuensis)1個体に由来する無性クローン集団、OH株(沖縄[Okinawa]で採集して弘前[Hirosaki]で株化したことに由来する)を研究動物として用いています。 

有性化段階とは?

OH株に有性化因子を含むエサを毎日少しずつ与えることで、約一ヶ月でOH個体を完全に有性化することができます。その形態変化から有性化過程は6段階のステージに分けられています。

プラナリアにおけるアッセイ系

プラナリアを無性状態から有性状態に誘導することのできる有性化因子が寄生性扁形動物である単生類(主に魚類に感染)や吸虫類(主にヒト・家畜に感染)にも含まれていることを明らかにしています。 

有性化因子同定に向けて

高速液体クロマトグラフィー(液体中に含まれる物質を化学的な性質によって分離する方法)で有性化因子の精製・単離を行なっています。

有性化過程で発現する遺伝子探索

トランスクリプトーム解析(生物の体で発現している遺伝子(mRNA)を網羅的に解析する方法)で有性化現象に関わる遺伝子を探索しています。 

リンク

弘前大学 HP  

http://www.hirosaki-u.ac.jp/index.html 


弘前大学農学生命科学部 HP

http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp 


新学術領域研究 動物における配偶子産生システムの制御 HP  

http://www.nibb.ac.jp/adventures-in-germline-wonderland 


裳華房HP「プラナリアたちの巧みな生殖戦略」  

http://www.shokabo.co.jp/mybooks/ISBN978-4-7853-5125-0.htm
 

研究室紹介動画  

https://www.youtube.com/watch?v=0il6MEqnimo 


 『HIROSAKI UNIVERSITY RESEARCH HIGHLIGHTS 2022』
https://www.innovation.hirosaki-u.ac.jp/study/seika-pamphlet)。  

Kobayashi Lab へのアクセス


〒036-8561
青森県弘前市文京町3 弘前大学農学生命科学部生物学科
TEL/FAX: 0172-39-3587
Mail: kobkyram●hirosaki-u.ac.jp

JR弘前駅から

徒歩の場合:
約20分 (タクシーの場合)約10分 

バスの場合:
3番線乗り場「小栗山・狼森線」「自衛隊(富田大通り経由)」「学園町線」のいずれかに乗車、【弘前大学前】で下車、徒歩約3分

弘前大学創立60周年記念会館コラボ弘大 4階 404