熱田講師らの研究グループがニワトリ胚の「狙った場所」から遺伝子発現を読み解くことに成功しました。

2026年9月29日(火)

ポイント

ニワトリ胚の組織切片から、顕微鏡下で選んだ領域の遺伝子発現を網羅的に解析するPIC-RNA-seq法を最適化
組織特異的な遺伝子改変レポーター動物を必要とせず、発生過程の微小な領域を解析できる
肢芽前駆細胞が形成される際の遺伝子発現変化を捉え、Hox遺伝子群などの発現上昇を検出

概要

　動物の発生過程では、胚の中の特定の場所に存在する細胞が、それぞれ異なる遺伝子を発現することで、さまざまな組織や器官が形作られます。そのため、胚の「どの場所で、どの遺伝子が働いているのか」を網羅的に調べることは、器官形成の仕組みを理解するうえで極めて重要です。ニワトリ胚は古くから発生生物学の重要なモデル動物として利用されてきましたが、マウスやゼブラフィッシュなどと比較して組織特異的な蛍光レポーター系が限られているため、胚の微小な領域を選択して遺伝子発現を網羅的に解析することは容易ではありませんでした。

　九州大学大学院理学研究院の熱田勇士講師らの研究グループは、熊本大学、広島大学の研究グループと共同で、この課題を克服するため、光照射によって組織切片上の任意の領域を選択し、その領域に由来するRNAを解析するPIC-RNA-seq (Photo-Isolation Chemistry-based RNA sequencing)法をニワトリ胚へ応用しました。特に、将来四肢を形成する肢芽前駆細胞が出現する前の体側中胚葉と、形成直後の肢芽前駆細胞を対象として、組織切片の作製から光照射、cDNAライブラリ作製、シーケンス解析に至る一連の実験条件を最適化しました。

　その結果、組織特異的な遺伝子改変レポーターを用いることなく、顕微鏡下であらかじめ指定したニワトリ胚の微小領域から、質の高い遺伝子発現データを取得できる解析系を確立しました。得られたデータは、発生過程における領域特異的な遺伝子発現変化を解析するために十分な品質を有していました。さらに、肢芽前駆細胞が形成される前後の遺伝子発現プロファイルを比較したところ、LIN28Aなどの遺伝子の発現が肢芽形成直前に低下する一方、FGF10をはじめとする肢芽前駆細胞特異的遺伝子群の発現が上昇することを確認しました。これらの変化は従来報告されてきた発現パターンと一致しており、本手法によって発生過程における領域特異的な遺伝子発現変化を適切に捉えられることが示されました。

　本研究は、熊本大学生命資源研究支援センターの鄒兆南助教、沖真弥教授および広島大学統合生命科学研究科の本田瑞季助教との共同研究として実施され、その成果は国際学術誌「Bio-protocol」2026年9月22日(火)にオンライン掲載されました。(https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5843)

参考図

領域特異的なRNA-seq解析をニワトリ胚肢芽へ適用することに成功した

(A) 孵卵3日目のニワトリ胚(発生ステージ19)。前肢芽、後肢芽が形成され始めている。
(B) ステージ19胚の前肢芽の切片上で、肢芽前駆細胞に対してUVを照射。その後、RNA-seq解析を実施した。

謝辞

　本研究は創薬等先端技術支援基盤プラットフォーム(BINDs、AMED、JP23ama121017およびJP25ama121017)、創発的研究支援事業(JST、JPMJFR214G)、科研費基盤研究(C)(JSPS、JP25K09649)、住友財団基礎科学助成、武田科学振興財団ライフサイエンス研究助成などの支援を受け行われたものです。

論文情報

掲載誌：Bio-protocol
タイトル：PIC-RNA-seq for region-specific transcriptomic analysis of chicken limb bud progenitors
著者名：Seung June Kwon, Zhaonan Zou, Seiko Watanabe, Mizuki Honda, Shinya Oki, Yuji Atsuta
DOI：10.21769/BioProtoc.5843

お問合せ先

<研究に関すること>
九州大学大学院理学研究院・生物科学部門・動物発生学研究室
講師　熱田勇士 (アツタユウジ)
TEL：092-802-6556　FAX：092-802-4270
Mail：atsuta.yuji.360◎m.kyushu-u.ac.jp
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九州大学理学研究院理学府理学部