“ヤゲン軟⾻の秘密”を解明 〜⾶ぶ⿃と⾛る⿃で異なる胸⾻の形はどう⽣まれるのか〜

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2026-05-11 九州大学

九州大学などの研究グループは、飛ぶ鳥と走る鳥で胸骨形態が異なる仕組みを解明し、ニワトリの「ヤゲン軟骨」に相当する竜骨突起形成にTGF-βシグナル活性化のタイミング差が重要であることを明らかにした。飛翔する鳥は飛翔筋を支える「竜骨突起」を胸骨中央に持つ一方、エミューなど飛べない鳥は平らな胸骨を持つ。研究では、ニワトリとエミューの胚発生を比較し、両者とも胸骨前駆細胞は形成されるが、ニワトリではTGF-βシグナルが長期間活性化することで細胞増殖が維持され、竜骨突起が発達することを発見した。対してエミューでは前駆細胞が早期成熟し、突起形成が起こらなかった。研究は、発生過程におけるシグナル活性化時期のわずかな違い(異時性)が、骨格形態や飛翔能力といった大きな進化的差異を生み出すことを示した成果であり、骨格進化や胸郭変形症研究への応用も期待される。

“ヤゲン軟⾻の秘密”を解明 〜⾶ぶ⿃と⾛る⿃で異なる胸⾻の形はどう⽣まれるのか〜
左がニワトリ、右がエミューの発生中の胸骨の断面図

<関連情報>

TGF-βシグナル伝達の異時性活性化が鳥類胸骨の多様性を促進する Heterochronic activation of TGF-β signaling drives the diversity of the avian sterna

Seung June Kwon,Zhaonan Zou,Mizuki Honda,Shiro Egawa,Shinya Oki & Yuji Atsuta
Nature Communications  Published:29 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-72602-6  Unedited version

Abstract

Adaptive evolution has shaped vertebrate skeletal morphology, supporting diverse locomotor modes and lifestyles. In volant birds (carinates), the sternum develops a ventral keel for the attachment of massive pectoral muscles essential for powered flight. In contrast, flightless ratites lack both flight and the keel, creating a marked contrast in sternal shape. Here, we interrogated the cellular and molecular basis underlying this divergence using chicken and emu embryos as models. Through a series of analyses including spatiotemporal transcriptomics and a spheroid culture system, we found that TGF-β signaling, which promotes proliferation of sternal chondroprogenitors, is activated in both species until the left and right progenitors meet. In chicken, this activation persists, driving ventral extension of the keel primordium, whereas in emu it shuts off early, preventing keel formation. Our findings suggest that skeletal morphological changes associated with behavioral transitions can emerge from heterochronic shifts in developmental signaling, thereby deepening our understanding of the evolutionary logic shaping skeletal diversification.

細胞遺伝子工学
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