鳥類と哺乳類の顔形状を制御する遺伝子調節因子を解明 (Gene regulators for facial shapes)

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2026-05-07 マックス・プランク研究所

マックス・プランク進化生物学研究所などの国際研究チームは、鳥類と哺乳類の顔形状が進化の過程でどのように形成されてきたかを解析し、進化が顔面構造を制約しつつ多様化させていることを明らかにした。研究では、多数の鳥類・哺乳類標本の3次元形態データを比較し、進化系統と発生パターンの関係を解析した。その結果、顔面形状は食性や感覚機能などの適応に応じて変化する一方、発生過程に由来する共通の構造制約によって進化可能な形態範囲が限定されていることが示された。特に鳥類では嘴、哺乳類では鼻や顎周辺に異なる進化パターンが見られた。また、顔の形成には複数部位の協調的変化が重要であり、単独器官だけでは進化を説明できないことも分かった。研究チームは、この成果が脊椎動物の形態進化や発生進化学の理解深化につながると期待している。

鳥類と哺乳類の顔形状を制御する遺伝子調節因子を解明 (Gene regulators for facial shapes)
Mouse (left) and chicken (right) during development. Both species use conserved signaling pathways to form the craniofacial region, but differences in how these signals are regulated lead to differences in facial shape. Fgf8 expression is shown in yellow. © Stella Kyomen

<関連情報>

シス調節領域の進化が鳥類と哺乳類の顔の多様性を形成する Cis-regulatory evolution shapes facial diversity in birds and mammals

Stella Kyomen, Louk W. G. Seton, Laura E. Cook, Elio Escamilla-Vega, […] , and Markéta Kaucká
Science Advances  Published:6 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aec2511

Abstract

Birds and mammals exhibit extraordinary facial diversity, reflecting adaptations to distinct ecological niches and feeding strategies. While core face-building developmental programs are conserved and orchestrated by interactions between ectodermal organizers and the underlying mesenchyme, mechanisms driving facial shape variation remain poorly understood. Here, we integrate single-cell transcriptomic and chromatin accessibility profiling of mouse and chicken developing face to construct a comparative regulatory map. Although both ectodermal and mesenchymal populations display distinct regulatory features in each species, the mesenchyme exhibits markedly greater divergence, pointing to its central role in shaping facial morphology. We further reveal unexpected molecular complexity in the main face-shaping organizer, including a mouse-specific Shh/Wnt5a expression domain. At key morphogen loci (Bmp4, Fgf8, and Wnt5a), conserved and lineage-specific enhancers exhibit spatially restricted activity patterns that mirror divergent signaling domains. These findings demonstrate how cis-regulatory evolution modulates conserved developmental programs to generate morphological novelty, providing a valuable resource for studying vertebrate facial evolution.

細胞遺伝子工学
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