Research Abstract
硬骨魚類の体幹部外骨格は中胚葉由来である
Trunk exoskeleton in teleosts is mesodermal in origin
2013年3月27日 Nature Communications 4 : 1639 doi: 10.1038/ncomms2643
脊椎動物の石灰化する骨は、無顎類化石魚の表面を厚く覆っていた外骨格としてまず出現したことが知られている（例：甲冑魚）。この外骨格の進化的起源は外胚葉由来の神経堤細胞の出現と関連すると長い間考えられてきたが、この説を実験的に検証した研究は非常に少なかった。我々は、メダカのウロコとヒレ（硬骨魚類の体幹部外骨格）が胚のどの細胞に由来するかを長期細胞標識法を使って決定し、この2つの組織が共に中胚葉に由来することを明らかにした。一方神経堤細胞は、これらの硬組織へ分化しなかった。この結果は、魚類においては、体幹の神経提細胞が骨格を発生させる能力を持たないことを示唆するとともに、体幹部の骨格の進化に中胚葉が主要な役割を果たしたことをはっきり示している。これは、脊椎動物の骨格形成の進化において、神経堤細胞は、はじめから頭部領域のみで骨形成に重要な役割を持ってきたことを意味している。
島田 敦子1, 河西 通1, 兼子 拓也1, 吉原 大樹2, 矢野 十織2, 猪早 敬二3, 木下 政人4, 亀井 保博5, 田村 宏治2 & 武田 洋幸1
- 東京大学大学院 理学系研究科 生物科学専攻
- 東北大学大学院 生命科学研究科 生命機能科学専攻
- 東京工業大学 高次生命情報講座
- 京都大学 農学研究科 応用生物科学専攻
- 自然科学研究機構 基礎生物学研究所 生物機能解析センター 光学解析室
The vertebrate mineralized skeleton is known to have first emerged as an exoskeleton that extensively covered the fossil jawless fish. The evolutionary origin of this exoskeleton has long been attributed to the emergence of the neural crest, but experimental evaluation for this is still poor. Here we determine the embryonic origin of scales and fin rays of medaka (teleost trunk exoskeletons) by applying long-term cell labelling methods, and demonstrate that both tissues are mesodermal in origin. Neural crest cells, however, fail to contribute to these tissues. This result suggests that the trunk neural crest has no skeletogenic capability in fish, instead highlighting the dominant role of the mesoderm in the evolution of the trunk skeleton. This further implies that the role of the neural crest in skeletogenesis has been predominant in the cephalic region from the early stage of vertebrate evolution.
