研究者詳細

顔写真

モリタ シユンペイ
森田 俊平
Shumpei Morita
所属
大学院生命科学研究科 附属浅虫海洋生物学教育研究センター
職名
助教
学位
  • 博士(理学)(筑波大学)

  • 修士(理学)(総合研究大学院大学)

経歴 5

  • 2024年6月 ~ 継続中
    お茶の水女子大学 湾岸生物教育研究所 助教 (クロスアポイントメント)

  • 2024年4月 ~ 継続中
    山形大学 地域教育文化学部 非常勤講師

  • 2021年10月 ~ 継続中
    東北大学 大学院生命科学研究科 浅虫海洋生物学教育研究センター 助教

  • 2019年5月 ~ 2021年9月
    ブラウン大学 博士研究員

  • 2018年9月 ~ 2019年5月
    筑波大学 生存ダイナミクス研究センター 研究員

学歴 3

  • 筑波大学 生命環境科学研究科 生物科学専攻

    2015年4月 ~ 2018年9月

  • 総合研究大学院大学 生命科学研究科 基礎生物学専攻

    2013年4月 ~ 2015年3月

  • 京都工芸繊維大学 工芸科学部 応用生物学課程

    2009年4月 ~ 2013年3月

所属学協会 1

  • 日本比較内分泌学会

    2024年9月 ~ 継続中

研究キーワード 3

  • 1細胞RNA-seq解析

  • 発生生物学

  • 生殖系列

受賞 1

  1. New England Biolabs Japan サイエンスグラント 特別賞

    2024年8月 New England Biolabs Japan 生体内において体細胞から生殖細胞を再生するメカニズムの解明

論文 11

  1. Conservation and contrast in cell states of echinoderm ovaries 査読有り

    Nathalie Oulhen, Shumpei Morita, Cosmo Pieplow, Thomas M. Onorato, Stephany Foster, Gary Wessel

    Molecular Reproduction and Development 91 (8) 2024年8月19日

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1002/mrd.23721  

    ISSN:1040-452X

    eISSN:1098-2795

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    Abstract Echinoderms produce functional gametes throughout their lifespan, in some cases exceeding 200 years. The histology and ultrastructure of echinoderm ovaries has been described but how these ovaries function and maintain the production of high‐quality gametes remains a mystery. Here, we present the first single cell RNA sequencing data sets of mature ovaries from two sea urchin species (Strongylocentrotus purpuratus [Sp] and Lytechinus variegatus [Lv]), and one sea star species (Patiria miniata [Pm]). We find 14 cell states in the Sp ovary, 16 cell states in the Lv ovary and 13 cell states in the ovary of the sea star. This resource is essential to understand the structure and functional biology of the ovary in echinoderms, and better informs decisions in the utilization of in situ RNA hybridization probes selective for various cell types. We link key genes with cell clusters in validation of this approach. This resource also aids in the identification of the stem cells for prolonged and continuous gamete production, is a foundation for testing changes in the annual reproductive cycle, and is essential for understanding the evolution of reproduction of this important phylum.

  2. Elements of divergence in germline determination in closely related species 査読有り

    Shumpei Morita, Nathalie Oulhen, Stephany Foster, Gary M. Wessel

    iScience 26 (4) 106402-106402 2023年4月

    出版者・発行元: Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.isci.2023.106402  

    ISSN:2589-0042

  3. CRISPR/Cas9 knockin methodology for the sea urchin embryo 査読有り

    Nathalie Oulhen, Shumpei Morita, Jacob F. Warner, Gary Wessel

    Molecular Reproduction and Development 90 (2) 69-72 2023年1月31日

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1002/mrd.23672  

    ISSN:1040-452X

    eISSN:1098-2795

  4. Elements of divergence in germline determination in closely related species

    Shumpei Morita, Nathalie Oulhen, Stephany Foster, Gary M. Wessel

    bioRxiv 2022年8月14日

    出版者・発行元: Cold Spring Harbor Laboratory

    DOI: 10.1101/2022.08.12.503758  

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    Abstract Evolutionary transitions enable the wide diversity in life histories of plants and animals. This is particularly germane in the development of the germ line in which fitness is a direct readout of evolutionary change. Here, we focused on the gem line of two distinct sea urchin species who shared a common ancestor 50 million years ago. Even though they both rely on inherited mechanisms to specify their germ line, the integration of stage-matched single cell RNA-seq (scRNA-seq) datasets from these two sea urchins revealed a variety of differences in gene expression, including a broader expression of the germ line factor Nanos2 in Lytechinus variegatus (Lv) compared to Strongylocentrotus purpuratus (Sp). In Sp, Nanos2 mRNA expression is highly restricted to the primordial germ cells (PGCs) by a lability element in its 3’UTR. This element is lacking in the mRNA of Lv Nanos2, explaining how this mRNA more broadly accumulates in the Lv embryos. We discovered that the Lv Nanos2 3’UTR instead leads to a germline specific translation of the protein. The results emphasize that regulatory mechanisms resulting in germline diversity rely less on transcriptional regulation and more on post-transcriptional and post-translational restrictions of key gene products, such as Nanos2. Highlights -The first integration of scRNA-seq datasets comparing two echinoderm species. -We find Nanos2 positive cells in the embryonic soma of Lytechinus variegatus, an unusual occurrence, but not in Strongylocentrous purpuratus. -We discovered that this somatic Nanos2 mRNA is lacking an important regulatory element (GNARLE) in its 3’UTR -Instead, in Lv, the 3’UTR of Nanos2 leads to its specific translation in the germ cells.

  5. A single-cell RNA-seq analysis of Brachyury-expressing cell clusters suggests a morphogenesis-associated signal center of oral ectoderm in sea urchin embryos 国際誌

    Noriyuki Satoh, Kanako Hisata, Stephany Foster, Shumpei Morita, Koki Nishitsuji, Nathalie Oulhen, Hitoshi Tominaga, Gary M. Wessel

    Developmental Biology 483 128-142 2022年3月

    出版者・発行元: Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.ydbio.2022.01.005  

    ISSN:0012-1606

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    Brachyury is a T-box family transcription factor and plays pivotal roles in morphogenesis. In sea urchin embryos, Brachyury is expressed in the invaginating endoderm, and in the oral ectoderm of the invaginating mouth opening. The oral ectoderm is hypothesized to serve as a signaling center for oral (ventral)-aboral (dorsal) axis formation and to function as a ventral organizer. Our previous results of a single-cell RNA-seq (scRNA-seq) atlas of early Strongylocentrotus purpuratus embryos categorized the constituent cells into 22 clusters, in which the endoderm consists of three clusters and the oral ectoderm four clusters (Foster et al., 2020). Here we examined which clusters of cells expressed Brachyury in relation to the morphogenesis and the identity of the ventral organizer. Our results showed that cells of all three endoderm clusters expressed Brachyury in blastulae. Based on expression profiles of genes involved in the gene regulatory networks (GRNs) of sea urchin embryos, the three clusters are distinguishable, two likely derived from the Veg2 tier and one from the Veg1 tier. On the other hand, of the four oral-ectoderm clusters, cells of two clusters expressed Brachyury at the gastrula stage and genes that are responsible for the ventral organizer at the late blastula stage, but the other two clusters did not. At a single-cell level, most cells of the two oral-ectoderm clusters expressed organizer-related genes, nearly a half of which coincidently expressed Brachyury. This suggests that the ventral organizer contains Brachyury-positive cells which invaginate to form the stomodeum. This scRNA-seq study therefore highlights significant roles of Brachyury-expressing cells in body-plan formation of early sea urchin embryos, though cellular and molecular mechanisms for how Brachyury functions in these processes remain to be elucidated in future studies.

  6. Post-transcriptional regulation of factors important for the germ line 招待有り 査読有り

    Nathalie Oulhen, Shumpei Morita, Gary M. Wessel

    Current Topics in Developmental Biology 49-78 2022年

    出版者・発行元: Elsevier

    DOI: 10.1016/bs.ctdb.2021.10.003  

    ISSN:0070-2153

  7. Absence of X-chromosome dosage compensation in the primordial germ cells of Drosophila embryos

    Ryoma Ota, Makoto Hayashi, Shumpei Morita, Hiroki Miura, Satoru Kobayashi

    Scientific Reports 11 (1) 2021年12月

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

    DOI: 10.1038/s41598-021-84402-7  

    eISSN:2045-2322

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    <title>Abstract</title>Dosage compensation is a mechanism that equalizes sex chromosome gene expression between the sexes. In<italic>Drosophila</italic>, individuals with two X chromosomes (XX) become female, whereas males have one X chromosome (XY). In males, dosage compensation of the X chromosome in the soma is achieved by five proteins and two non-coding RNAs, which assemble into the male-specific lethal (MSL) complex to upregulate X-linked genes twofold. By contrast, it remains unclear whether dosage compensation occurs in the germline. To address this issue, we performed transcriptome analysis of male and female primordial germ cells (PGCs). We found that the expression levels of X-linked genes were approximately twofold higher in female PGCs than in male PGCs. Acetylation of lysine residue 16 on histone H4 (H4K16ac), which is catalyzed by the MSL complex, was undetectable in these cells. In male PGCs, hyperactivation of X-linked genes and H4K16ac were induced by overexpression of the essential components of the MSL complex, which were expressed at very low levels in PGCs. Together, these findings indicate that failure of MSL complex formation results in the absence of X-chromosome dosage compensation in male PGCs.

  8. Somatic cell conversion to a germ cell lineage: A violation or a revelation?

    Gary M. Wessel, Shumpei Morita, Nathalie Oulhen

    Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution 2020年5月23日

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1002/jez.b.22952  

    ISSN:1552-5007

    eISSN:1552-5015

  9. Repression of G1/S Transition by Transient Inhibition of miR-10404 Expression in Drosophila Primordial Germ Cells

    Shumpei Morita, Ryoma Ota, Makoto Hayashi, Satoru Kobayashi

    iScience 23 (3) 100950-100950 2020年3月

    出版者・発行元: Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.isci.2020.100950  

    ISSN:2589-0042

  10. Downregulation of NHP2 promotes proper cyst formation in Drosophila ovary

    Shumpei Morita, Ryoma Ota, Satoru Kobayashi

    Development, Growth & Differentiation 60 (5) 248-259 2018年6月

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1111/dgd.12539  

    ISSN:0012-1592

  11. Transcripts immunoprecipitated with Sxl protein in primordial germ cells ofDrosophilaembryos

    Ryoma Ota, Shumpei Morita, Masanao Sato, Shuji Shigenobu, Makoto Hayashi, Satoru Kobayashi

    Development, Growth & Differentiation 59 (9) 713-723 2017年12月

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1111/dgd.12408  

    ISSN:0012-1592

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講演・口頭発表等 2

  1. 海産無脊椎動物における生殖系列の再生 招待有り

    森田 俊平

    日本比較内分泌学会 2024年8月30日

  2. ウニ近縁種間におけるNanos2遺伝子発現制御機構の違い 招待有り

    森田俊平

    筑波大学開学50周年記念TARAシンポジウム 2023年6月30日

共同研究・競争的資金等の研究課題 4

  1. 体細胞から始原生殖細胞への分化制御メカニズムの解明

    2023年4月 ~ 2025年3月

  2. カタユウレイボヤにおける生殖系列再生メカニズムの解明

    2021年10月 ~ 2022年3月

  3. アメリカムラサキウニにおける生殖系列補償機構の解明

    2019年4月 ~ 2020年3月

  4. ショウジョウバエにおけるSxl lethal下流候補遺伝子:NHP2の機能解析

    森田 俊平

    2016年4月 ~ 2018年3月

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    ショウジョウバエ卵巣における生殖幹細胞は、細胞分裂により2つの娘細胞を生み出す。娘細胞の一方は生殖幹細胞として維持され、もう一方は4回の同調した不完全分裂によって、2細胞シスト、4細胞シスト、8細胞シストを経て、16細胞シストと呼ばれる合胞体を形成する。本研究では、rRNAに修飾塩基を付与する複合体の構成要素をコードするNHP2のシスト形成過程における役割に着目して解析を行った。 NHP2タンパク質はシスト形成過程を通じて核小体に局在し、4細胞シストおよび8細胞シストにおける核小体のサイズ減少と並行して、NHP2タンパク質の発現が減少すること、16細胞シストにおいてNHP2タンパク質の発現が再び上昇することを明らかにした。 次にNHP2の生殖系列特異的ノックダウン実験 (NHP2 GS-KD)を行った。NHP2 GS-KDによって4細胞および8細胞シストが増加し、8細胞シストまでの正常なシスト形成過程の進行が促進されることを明らかにした。これまでにSex lethal遺伝子(Sxl)の機能阻害によってシスト形成過程が2細胞シストで停止する腫瘍様の表現型を示すことが知られている。Sxl GS-KDによる腫瘍様の表現型はNHP2 GS-KDを導入(NHP2-Sxl GS-KD)することで救済され、8細胞シストまでシスト形成過程が進行することを明らかにした。この結果はNHP2タンパク質の発現が4細胞および8細胞シストで減少することと一致している。 NHP2 mRNAは、3´ UTRにSxl結合モチーフを有し、Sxlタンパク質と直接結合することを明らかにした。Sxlは、標的mRNAの3´ UTRへ直接結合することで翻訳を抑制する。以上の結果を総合すると、4細胞および8細胞シストにおいてSxlがNHP2を翻訳抑制することで、シスト形成過程が正常に進行していると考えることができる。

社会貢献活動 1

  1. 海と日本プロジェクト「あおもり・あきた海山調査団~県魚の秘密を探る~」

    あおもり・あきた海山調査団~県魚の秘密を探る~

    2022年7月19日 ~