研究者詳細

顔写真

ミヤモト カズヒデ
宮本 知英
Kazuhide Miyamoto
所属
大学院生命科学研究科 生態発生適応科学専攻 個体ダイナミクス講座(動物発生分野)
職名
特任研究員
学位
  • 博士(生命科学)(東北大学)

  • 修士(生命科学)(東北大学)

経歴 3

  • 2026年4月 ~ 継続中
    東北大学 生命科学研究科 動物発生分野 特任研究員

  • 2023年4月 ~ 2026年7月
    東北労災看護専門学校 非常勤講師

  • 2023年4月 ~ 2026年3月
    独立行政法人日本学術振興会 特別研究員DC1

学歴 3

  • 東北大学 大学院生命科学研究科 生態発生適応科学専攻

    2023年4月 ~ 継続中

  • 東北大学 大学院生命科学研究科 生態発生適応科学専攻

    2021年4月 ~ 2023年3月

  • 東北大学 理学部 生物学科

    2017年4月 ~ 2021年3月

所属学協会 1

  • 日本動物学会

研究キーワード 4

  • 棘条

  • 正中鰭

  • 進化発生

  • 魚類

研究分野 2

  • ライフサイエンス / 進化生物学 / 進化発生生物学

  • ライフサイエンス / 発生生物学 / 魚類鰭発生

受賞 3

  1. Long-Term Fellowships

    2026年3月 Human Frontier Science Program (HFSP)

  2. 研究科長賞

    2026年3月 東北大学 生命科学研究科

  3. 長期研究助成 (留学)

    2026年2月 公益財団法人 東洋紡バイオテクノロジー研究財団

論文 5

  1. Actinotrichia-independent developmental mechanisms of spiny rays facilitate the morphological diversification of Acanthomorpha fish fins 査読有り

    Kazuhide Miyamoto, Junpei Kuroda, Satomi Kamimura, Yasuyuki Sasano, Gembu Abe, Satoshi Ansai, Noriko Funayama, Masahiro Uesaka, Koji Tamura

    Nature Communications 2026年2月14日

    出版者・発行元: Springer Science and Business Media LLC

    DOI: 10.1038/s41467-026-69180-y  

    eISSN:2041-1723

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    Abstract Skeletal forms in vertebrates have been regarded as good models of morphological diversification. Fish fins show great diversity in form, with their supporting skeletal structure being classified into soft rays and spiny rays. In fish evolution, spiny-ray morphologies are known to be sometimes extremely modified; however, it remains unknown how the developmental mechanisms of spiny rays have contributed to their morphological diversification. By using the rainbowfish Melanotaenia praecox for examination of the extracellular matrix (ECM) and cell dynamics of spiny-ray development, we demonstrate that spiny-ray development is independent of the actinotrichia (needle-shaped collagen polymers at the tip of fins), which are known as an important ECM in soft-ray morphogenesis. Furthermore, we found that in the thorny spiny ray of the filefish Stephanolepis cirrhifer , the lateral protrusions are associated with BMP-positive osteoblast condensation, as in the spiny-ray tips in M. praecox and S. cirrhifer . Taken together, our findings reveal that osteoblast distribution and signaling-molecule intensity would contribute to spiny-ray modification. In comparison to soft ray development, the independence from actinotrichia in spiny rays would facilitate growth direction change, leading to their morphological diversification. This suggests that variation in cell distribution and ECM usage may be important contributors to morphological diversification, not only in Acanthomorpha, but also in other animal taxa.

  2. A collagen orientation switch reshapes fin architecture

    Rintaro Tanimoto, Kazuhide Miyamoto, Koji Tamura, Shigeru Kondo, Junpei Kuroda

    2026年1月20日

    出版者・発行元: openRxiv

    DOI: 10.64898/2026.01.17.700086  

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    SUMMARY The orientation and distribution of fibrillar collagen are critical determinants of the shape and mechanical properties of bones and organs. 1–3 However, how they are spatially organized within tissues is still poorly understood, 4–7 as visualizing these collagen architectures remains challenging. Actinotrichia (AT), the spear-shaped fibrillar collagen structures located at the distal tips of fish fins, are easily observable due to their large size and distinctive morphology 8–14 and have recently emerged as a model system for studying collagen fiber organization. 15–19 In this study, we generated knockout lines for the fish-specific extracellular matrix (ECM) genes actinodin1 and actinodin2 ( and1/2 ), which are lost in tetrapods. 12 Loss of these genes dramatically altered the orientation of collagen fibers, thereby inducing changes in fin morphology. In the wild-type fins, AT are orderly arranged beneath the epidermis, forming layers parallel to the fin surface, and their individual fibers radiate distally toward the fin tip. In contrast, double knockout (dKO) of and1/2 results in overall fin reduction accompanied by increased thickness. Examination of the collagen structure distribution revealed the presence of aberrant collagen fibers oriented perpendicular to the fin epidermis. Moreover, the vertically oriented fibers contributed to thickening of the mesenchymal region in which they were distributed. The number of abnormal fibers increased with the severity of and1/2 deficiency, suggesting that collagen fibers in fins inherently tend to align perpendicular to the epidermis when these genes are absent. Furthermore, in tetrapods lacking the and gene family—specifically amphibians, the tetrapod group most closely related to fish 20 —examination of the developing limb, the organ homologous to paired fins in fish, 21 revealed collagen fibers oriented perpendicular to the epidermis. The distribution pattern also resembled that observed in the fin buds of and1/2 dKO fish. Together, these findings highlight collagen patterning alterations as a previously unrecognized factor contributing to the evolutionary divergence between thinned fins and thickened limbs. Moreover, the identification of mutants that dramatically alter collagen fiber orientation is unprecedented, suggesting that analysis of Actinodin (And) function unveil the mechanisms underlying collagen matrix formation. 22–28

  3. The dwarf neon rainbowfish Melanotaenia praecox, a small spiny‐rayed fish with potential as a new Acanthomorpha model fish: I. Fin ray ontogeny and postembryonic staging 査読有り

    Kazuhide Miyamoto, Gembu Abe, Koji Tamura

    Developmental Dynamics 2024年9月

    DOI: 10.1002/dvdy.699  

  4. The dwarf neon rainbowfish Melanotaenia praecox, a small spiny‐rayed fish with potential as a new Acanthomorpha model fish: II. Establishment of a microinjection procedure for genetic engineering 査読有り

    Kazuhide Miyamoto, Gembu Abe, Koichi Kawakami, Koji Tamura, Satoshi Ansai

    Developmental Dynamics 2024年9月

    DOI: 10.1002/dvdy.698  

  5. Developmental independence of median fins from the larval fin fold revises their evolutionary origin 査読有り

    Kazuhide Miyamoto, Koichi Kawakami, Koji Tamura, Gembu Abe

    Scientific Reports 12 (1) 2022年5月7日

    出版者・発行元: Springer Science and Business Media {LLC}

    DOI: 10.1038/s41598-022-11180-1  

    ISSN:2045-2322

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    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>The median fins of modern fish that show discrete forms (dorsal, anal, and caudal fins) are derived from a continuous fold-like structure, both in ontogeny and phylogeny. The median fin fold (MFF) hypothesis assumes that the median fins evolved by reducing some positions in the continuous fin fold of basal chordates, based on the classical morphological observation of developmental reduction in the larval fin folds of living fish. However, the developmental processes of median fins are still unclear at the cellular and molecular levels. Here, we describe the transition from the larval fin fold into the median fins in zebrafish at the cellular and molecular developmental level. We demonstrate that reduction does not play a role in the emergence of the dorsal fin primordium. Instead, the reduction occurs along with body growth after primordium formation, rather than through actively scrapping the non-fin forming region by inducing cell death. We also report that the emergence of specific mesenchymal cells and their proliferation promote dorsal fin primordium formation. Based on these results, we propose a revised hypothesis for median fin evolution in which the acquisition of de novo developmental mechanisms is a crucial evolutionary component of the discrete forms of median fins.</jats:p>

MISC 2

  1. Actinotrichia-independent developmental mechanisms of spiny rays facilitate the morphological diversification of Acanthomorpha fish fins

    Kazuhide Miyamoto, Junpei Kuroda, Satomi Kamimura, Yasuyuki Sasano, Gembu Abe, Satoshi Ansai, Noriko Funayama, Masahiro Uesaka, Koji Tamura

    2025年3月3日

    出版者・発行元: openRxiv

    DOI: 10.1101/2025.03.01.640274  

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Abstract Skeletal forms in vertebrates have been regarded as good models of morphological diversification. Fish fin forms are greatly diversified, and their bone structure is classified into soft rays and spiny rays. In fish evolution, spiny-ray morphologies are known to be sometimes extremely modified; however, it remains unknown how the developmental mechanisms of spiny-rays have contributed to their morphological diversification. By using the rainbowfish Melanotaenia praecox for examination of the extracellular matrix (ECM) and cell dynamics of spiny-ray development, we demonstrate that spiny-ray developments are independent of the actinotrichia (needle-shaped collagen polymers at the tip of fish fins), which are known as an important ECM in soft-ray morphogenesis. Furthermore, we found that in the thorny spiny-ray of the filefish Stephanolepis cirrhifer , the lateral protrusions equip the BMP positive osteoblast condensation, as in the state of the spiny-ray tips in M. praecox and S. cirrhifer . Taken together, our findings reveal that osteoblast distribution and signaling-molecule intensity would contribute to spiny-ray modification. In comparison to soft rays development, the independence from actinotrichia in spiny-rays would facilitate growth direction change, leading to their morphological diversification. This indicates that the cell distribution and ECM usage would be major factors driving the morphological diversification in animals.

  2. ジョウザンミドリシジミの色彩異常

    宮本知英, 北村貴之

    インセクトマップマップオブ宮城 No.47 2017年12月

講演・口頭発表等 15

  1. Stepwise evolution of vertebrate median bony structures: from dorsal scutes to fin rays.

    Kazuhide Miyamoto, Tomoyuki Mikami, Junpei Kuroda, Yuki Honda, Ricardo Shohei Hattori, Satoshi Ansai, Koji Tamura, Masahiro Uesaka

    10th European Society for Evolutionary Developmental Biology Meeting 2026 2026年6月9日

  2. 発生メカニズムから明らかになった魚類鰭骨格の進化 招待有り

    宮本知英

    Evo-Devoの集い セミナー 2026年5月13日

  3. Elucidation of the Evolutionary Origin of Spiny Rays.

    Kazuhide Miyamoto, Tomoyuki Mikami, Junpei Kuroda, Yuki Honda, Ricardo Hattori, Satoshi Ansai, Masahiro Uesaka, Koji Tamura

    Limb Conference 2026(EMBO Workshop) 2026年3月25日

  4. 発生メカニズムから明らかにする魚類鰭骨格の進化過程 招待有り

    宮本知英

    日本動物学会関東支部 第78回大会 2026年3月14日

  5. 棘型類棘条の進化的起源 招待有り

    宮本知英

    日本動物学会 第96回名古屋大会 2025年9月5日

  6. 棘型類棘条の発生メカニズムは棒状骨から多様な形への進化に寄与する

    宮本 知英, 黒田純平, 田中祥貴, 本田祐基, ハットリヒカルドショウヘイ, 上村了美, 笹野泰之, 阿部玄武, 船山典子, 安齋賢, 上坂将弘, 田村宏治

    Tokyo Vertebrate Morphology Meeting 2025年7月12日

  7. チョウザメにおける「稜鱗」形成メカニズムの解析と魚類の鰭条形成メカニズムとの比較

    宮本知英, 黒田純平, 船山典子, 上坂将弘, 田村宏治

    日本動物学会第95回長崎大会 2024年9月12日

  8. Morphogenetic mechanism of the spiny ray and morphological diversification in the acanthomorpha fish fin.

    Miyamoto, K., Kuroda, J., Kamimura, S., Sasano, Y., Abe, G., Ansai, T., Funyama, N., Tamura K.

    Euro Evo Devo 2024 2024年6月24日

  9. Morphogenetic mechanism of the spiny ray in acanthomorpha fish and implication for the fin diversification.

    Miyamoto, K., Kuroda, J., Abe, G., Sasano, Y., Kamimura, S., Ansai, T., Funyama, N., Tamura K.

    The 3rd AsiaEvo 2023年12月16日

  10. ゼブラフィッシュ正中鰭に見られる棘条の祖先形質

    宮本知英, 黒田純平, 阿部玄武, 田村宏治

    日本動物学会第94回山形大会 2023年9月7日

  11. 棘型類棘条にみられる特殊な骨形成メカニズム

    宮本知英, 黒田純平, 阿部玄武, 笹野泰之, 上村了美, 安齋賢, 船山典子, 近藤滋, 田村宏治

    第56回 日本発生生物学会年会 2023年7月25日

  12. 細胞動態の記載から考える真骨魚類の新たな正中ヒレ形成モデル

    宮本知英, 川上浩一, 田村宏治, 阿部玄武

    日本動物学会第93回早稲田大会 2022年9月

  13. 正中ヒレは fin-fold からの削り出しではなく原基の伸長により作り出される

    宮本知英, 阿部玄武, 田村宏治

    日本動物学会・令和 3 年度東北支部大会 2021年8月1日

  14. 正中ヒレは fin-fold からの削り出しではなく原基の伸長により作り出される

    宮本知英, 川上浩一, 阿部玄武, 田村宏治

    第 54 回 日本発生生物学会年会 2021年6月17日

  15. 細胞動態の記載から考える真骨魚類の新たな正中ヒレ形成モデル

    宮本知英, 阿部玄武, 田村宏治

    日本動物学会・令和 2 年度東北支部大会 2020年12月5日

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 魚類の棘条ヒレをモデルとした器官・構造の多様化機構の解明

    宮本 知英

    2023年4月25日 ~ 2026年3月31日

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    本研究では進化の中で「かたちの変わりやすい器官・構造」の新たなモデル系として棘条ヒレに注目する。棘条ヒレはアンコウの釣り竿やコバンザメの吸盤などの大規模な変形構造が多く知られるが、一方多くの魚種が一般的に持つ軟条ヒレではほとんど変形構造が知られていない。そこで、棘条ヒレの発生メカニズムを解明し、それを軟条ヒレのものと比較することで、棘条ヒレに特異的な「最終的な形態と作り出す発生メカニズムの変更を駆動する仕組み」が何であるかを推論する。さらにこの推論を元に、棘条ヒレが多様なかたちに進化することが出来た要因の理解を目指すことを目的とする。 この目的を達成するために、「課題①レインボーフィッシュでの分子遺伝学技術の確立」「課題②棘条ヒレ形成領域への間充織の移入範囲を決める遺伝子の解明」「課題③棘条の骨形成に関わる構造タンパク質動態の解明」の3つの課題を設定する。本研究では、ゼブラフィッシュやメダカなどのモデル魚種が持たない「棘条ヒレ」という形質を研究対象とすることから、新規モデル生物としてレインボーフィッシュの実験系を確立する必要がある。本年度では、課題①を達成し、レインボーフィッシュのステージ表と分子遺伝学技術の確立に関する学術論文を2報出版した。課題②については概ね計画通りの進捗があり、ゼブラフィッシュでのヒレ形成領域を決定する因子の候補を明らかにした。課題③については計画以上の進展があり、棘条の形成メカニズムについて多くの知見を得られ、現在論文投稿の準備中である。さらに課題③に加えて、多様にかたちが変化した生き物(チョウザメ・カワハギ・ハタ)を用いた解析も進めている。

担当経験のある科目(授業) 1

  1. 生化学 東北労災看護専門学校