魚の「左脳・右脳」に種を超えた遺伝子発現差を発見~4魚種の比較から脳の左右差に関わる分子基盤に迫る~

ad

2026-10-13 北海道大学

北海道大学、岡山大学、国立遺伝学研究所の研究チームは、ゼブラフィッシュ、メダカ、イトヨ、シクリッドの4魚種を比較し、脳の左右で遺伝子の働き方が異なる仕組みを調べた。研究では、約1億~3億年前に分岐した魚種の成魚について、終脳と後脳を左右に分け、RNAシーケンシング(RNA-seq)によって遺伝子発現を網羅的に解析した。その結果、魚種を超えて共通する左右差を示す5つの候補遺伝子を特定した。特に、神経伝達物質の合成に関わる ddc と神経回路形成に関わる ntn1b は、後脳の左側で高い発現傾向を示した。さらにメダカでは、神経核の一つである縫線核において、ddc を発現する細胞が右側より左側に多いことを確認した。本成果は、脊椎動物の脳の左右差を支える分子基盤と、その進化の過程を理解する手がかりとなる。

魚の「左脳・右脳」に種を超えた遺伝子発現差を発見~4魚種の比較から脳の左右差に関わる分子基盤に迫る~
4魚種を用いた脳の左右差の比較解析のイメージ 本研究では、系統的に離れた4魚種を対象に、左脳と右脳に特化して発現する遺伝子を探索した。中央のDNAは、脳の左右差が進化的に保存された分子基盤に支えられていることを模式的に示す。

<関連情報>

種横断的RNAシーケンシングにより同定された、真骨魚類における脳の左右差遺伝子 Cross-species RNA sequencing identifies candidate lateralized genes in teleost brains

Yuichi Takeuchi ∙ Chika Fujimori ∙ Satoshi Ansai ∙ Jun Kitano
iScience  Published:October 9, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.117858

Highlights

  • Cross-species RNA-seq reveals shared patterns of brain asymmetry in teleosts
  • Five candidate genes show consistent directional asymmetry across four fish species
  • ddc and ntn1b are repeatedly left-biased in the teleost hindbrain
  • ddc-expressing cells are more abundant in the left medaka raphe nuclei

Summary

Brain lateralization is widespread across vertebrates and contributes to hemispheric specialization. We compared left-right gene expression in the telencephalon and hindbrain of four phylogenetically distant teleosts: zebrafish, medaka, stickleback, and cichlid. Cross-species RNA sequencing identified five candidate genes with consistent directional expression biases. Although no genes remained significant after within-species FDR correction, Fisher’s combined probability test supported directional asymmetry of five candidate genes. Notably, ddc and ntn1b were more highly expressed in the left hindbrain in three species and showed similar trends in the remaining species. GO analysis revealed shared functional categories associated with lateralized expression, including transport-related functions in the right-biased telencephalon and nervous system and developmental functions in the left-biased hindbrain. In situ HCR showed more ddc-expressing cells in the left median and dorsal raphe nuclei of medaka. These findings identify candidate molecular signatures associated with shared patterns of brain asymmetry across phylogenetically distant teleosts.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました