ギボシムシの分子発生生物学的研究を世界で初めて開始した，半索動物ヒメギボシムシ Ptychodera flava を含む2種のギボシムシのドラフトゲノムが，遂に2015年11月にNature誌に公表されました。詳細は広島大学のウェブサイト「https://www.hiroshima-u.ac.jp/koho_press/press/2015/2015_083_2」およびNature誌「Nature 527(7579): 459-465 (2015)」を参照下さい。

研究の興味は，主にギボシムシ（擬宝珠虫）という余り馴染みのない海産無脊椎動物を研究材料として使い，発生・進化・再生に関して，他のさまざまな動物と比較解析することです。地球上に現生する動物は，現在30数門の動物に分類されますが，そのうち数門を除く残りほとんどの動物が，左右相称動物に分類されています。左右相称動物は発生学的特徴などから，さらに大きく二つのグループ，新口動物と旧口動物（冠輪動物＋脱皮動物）に分類されています。そのうちギボシムシが属する半索動物門は，ウニやナマコなどの棘皮動物門，我々ヒトを含む脊索動物門と共に，わずか3門で新口動物群を形成しており，我々ヒト含めた新口動物の起源と進化を探る上で重要な動物です。棘皮動物は，幼生の時期までギボシムシ同様に左右相称な体制（ボディプラン）ですが，変態を経て成体になる時に，五放射相称と独特な体制に変わります。ギボシムシなどの半索動物は，左右相称なかわいらしい幼生が変態してあまりかわいいとは思えない成体になるのですが，成体になっても脊索動物同様，左右相称性を失わない動物です。

ギボシムシの再生能力は非常に高く，体を前後軸に沿って二つに切断した場合，前方断片からは失われた後方が，後方断片からは失われた前方部分が再生します。ヒト等の脊椎動物は，極端に再生能は限られていますが，同じ新口動物に属するギボシムシから，脊椎動物などの再生能の限定要因を見つけられるのではと期待しています。

また，最近では向島の臨海実験所近辺で採集が可能な瀬戸内海に生息する，無腸動物の一種ナイカイムチョウウズムシ Praesagittifera naikaiensis 用いた発生・進化・再生に関しても興味をもっています。無腸動物は，その系統学的位置も，新口動物に属するのか，それとも左右相称動物の基部に位置する動物なのか，未だに論争中のこれまたとても珍しい動物です。学内では広島大学大学院統合生命科学研究科生命環境総合科学プログラムおよび自然科学研究支援開発センターと，学外では沖縄科学技術大学院大学 (OIST) と共同研究を開始しています。

具体的には、以下の研究内容で行っています。

１．ヒメギボシムシ Ptychodera flava の再生メカニズムの分子的解明。
２．ヒメギボシムシ Ptychodera flava の分子発生生物学的研究・比較ゲノム科学的研究。
３．ヒメギボシムシ Ptychodera flava の実験室内飼育。
４．ヒメギボシムシ Ptychodera flava に寄生するカイアシ類の研究。
５．ヒメギボシムシ Ptychodera flava の生息地域差による遺伝的多様性の研究。
６．ナイカイムチョウムズムシ Praesagittifera naikaiensis の発生進化に関する研究。

原著論文

1. Humphreys T, Weiser K, Arimoto A, Sasaki A, Uenishi G, Fujimoto B, Kawashima T, Taparra K, Molnar J, Satoh N, Marikawa Y, Tagawa K (2022).
   Ancestral Stem Cell Reprogramming Genes Active in Hemichordate Regeneration.
   Frontiers in Ecology and Evolution. DOI: 10.3389/fevo.2022.769433
2. Ueki T, Arimoto A, Tagawa K, Satoh N (2019).
   Xenacoelomorph-specific Hox peptides: insights into the phylogeny of acoels, nemertodermatids, and xenoturbellids.
   Zoological Science 36(5): 395-401. doi: 10.2108/zs190045
3. Arimoto A, Hikosaka-Katayama T, Hikosaka A, Tagawa K, Inoue T, Ueki T, Yoshida M, Kanda M, Shoguchi E, Hisata K, Satoh N. (2019).
   A draft nuclear-genome assembly of the acoel flatworm Praesagittifera naikaiensis.
   Giga Science 8(4): 1-8. doi: 10.1093/gigascience/giz023
4. Simakov O, KawashimaT, Marlétaz F, Jenkins J, Koyanagi R, Mitros T, Hisata K, Bredeson J, Shoguchi E, Gyoja F, Yue JX, Chen YC, Freeman Jr RM, Sasaki A, Hikosaka-Katayama T, Sato A, Fujie M, Baughman KW, Levine J, Gonzalez P, Christopher Cameron, Jens Fritzenwanker, Ariel M. Pani, Hiroki Goto, Miyuki Kanda, Arakaki N, Yamasaki S, Qu J, Cree A, Ding Y, Dinh HH, Dugan S, Holder M, Jhangiani SH, Kovar CL, Lee SL, Lewis LR, Morton D, Nazareth LV, Okwuonu G, Santibanez J, Chen R, Richards S, Muzny DM, Gillis A, Peshkin L, Wu M, Humphreys T, Su YH, Putnam N, Schmutz J, Fujiyama A, Yu JK, Tagawa K, Worley KC, Gibbs RA, Kirschner MW, Lowe CJ, Satoh N, Rokhsar DS, Gerhart J. (2015).
   Hemichordate genomes and deuterostome origins.
   Nature 527(7579): 459-465. doi: 10.1038/nature16150
5. Arimoto A, Tagawa K* (2015).
   Hedgehog expression during development and regeneration in the hemichordate, Ptychodera flava.
   Zoological Science 32(1): 33-37. doi: 10.2108/zs140157
6. Tagawa K*, Arimoto A, Sasaki A, Izumi M, Fujita S, Humphreys T, Fujiyama A, Kagoshima H, Shin-I T, Kohara Y, Satoh N, Kawashima T (2014).
   A cDNA resource for gene expression studies of a hemichordate, Ptychodera flava.
   Zoological Science 31(7): 414-420. doi: 10.2108/zs130262
7. Ikuta T, Chen YC, Annunziata R, Ting HC, Tung CH, Koyanagi R, Tagawa K, Humphreys T, Fujiyama A, Saiga H, Satoh N, Yu JK, Arnone MI, Su YH. (2013).
   Identification of an intact Para Hox cluster with temporal colinearity but altered spatial colinearity in the hemichordate Ptychodera flava.
   BMC Evolutionary Biology 13: 129. doi: 10.1186/1471-2148-13-129
8. Freeman, R.F., Ikuta, T., Wu, M., Koyanagi, R., Kawashima, T., Tagawa, K., Humphreys, T., Fang,G.-C., Fujiyama, A., Saiga, H., Lowe, C., Worley, K., Kirschner, M., Rokshar, D., Satoh, N., Gerhart, J. (2012).
   Identical genomic organization of two hemichordate Hox clusters.
   Current Biology 22(21): 2053-2058. doi: 10.1016/j.cub.2012.08.052
9. Humphreys, T., Sasaki, A., Uenishi, G., Tamparra, K., Arimoto, A., Tagawa, K. (2010).
   Regeneration in the hemichordate Ptychodera flava.
   Zoological Science 27(2): 91-95. doi: 10.2108/zsj.27.91
10. Moshiri, A., Gonzalez, E., Tagawa, K., Maeda, H., Wang, M., Frishman, L. J., Wang, S. W. (2008).
    Near complete loss of retinal ganglion cells in the math5/brn3b double knockout elicits severe reductions of other cell types during retinal development.
    Developmental Biology 316(2): 214-227. doi: 10.1016/j.ydbio.2008.01.015
11. Oda, H., Tagawa, K., Akiyama-Oda, Y. (2005).
    Diversification of epithelial adherens junctions with independent reductive changes in cadherin form: identification of potential molecular synapomorphies among bilaterians.
    Evolution and Development 7(5): 376-389. doi: 10.1111/j.1525-142X.2005.05043.x
12. Nakajima, Y., Humphreys, T., Kaneko, H., Tagawa, K. (2004).
    Development and neural organization of the tornaria larva of the Hawaiian hemichordate, Ptychodera flava.
    Zoological Science 21(1): 69-78. doi: 10.2108/0289-0003(2004)21[69:DANOOT]2.0.CO;2
13. Oda, H., Wada, H., Tagawa, K., Akiyama-Oda, Y., Satoh, N., Humphreys, T., Tsukita, S. (2002).
    A novel amphioxus cadherin that localizes to epithelial adherence junctions has an unusual domain organization for chordate phylogeny.
    Evolution and Development 4(6): 426-434. doi: 10.1046/j.1525-142x.2002.02031.x
14. Harada, Y., Shoguchi, E., Shunsuke Taguchi, Okai, N., Humphreys, T., Tagawa, K., Satoh, N. (2002).
    Conserved and divergent aspects of expression pattern of BMP-2/4 in hemichordate acorn worm and echinoderm sea cucumber embryos.
    Zoological Science 19(10): 1113-1121. doi: 10.2108/zsj.19.1113
15. Satoh G., Takeuchi J. K., Yasui K., Tagawa K., Saiga H., Zhang P., Satoh N. (2002).
    Amphi-Eomes/Tbr1: an amphioxus cognate of vertebrate Eomesodermin and T-Brain1 genes whose expression reveals evolutionarily distinct domain in amphioxus development.
    Journal of Experimental Zoology (Molecular and Developmental Evolution) 294(2): 136-145. doi: 10.1002/jez.10149
16. Taguchi, S., Tagawa, K., Humphreys, T., Satoh, N. (2002).
    Group B Sox genes that contribute to specifications of the vertebrate brain are expressed in the apical organ and ciliary bands of hemichordate larvae.
    Zoological Science 19(1): 57-66. doi: 10.2108/zsj.19.57
17. Henry, J. Q., Tagawa, K., Martindale, M. Q. (2001).
    Deuterostome evolution: Early development in the enteropneust hemichordate Ptychodera flava.
    Evolution and Development 3(6): 375-390. doi: 10.1046/j.1525-142x.2001.01051.x
18. Okai, N., Tagawa, K., Humphreys, T., Satoh, N., Ogasawara, M. (2000).
    Characterization of gill-specific genes of the acorn worm Ptychodera flava.
    Developmental Dynamics 217(3): 309-319. doi: 10.1002/(SICI)1097-0177(200003)217:3<309::AID-DVDY9>3.0.CO;2-2
19. Harada, Y., Okai, N., Taguchi, S., Shoguchi, E., Tagawa, K., Humphreys, T., Satoh, N. (2001).
    Embryonic expression of a hemichordate distal-less gene.
    Zoological Science 18(1): 57-61. doi: 10.2108/zsj.18.57
20. Harada, Y., Okai, N., Taguchi, S., Tagawa, K., Humphreys, T., Satoh, N. (2000).
    Developmental expression of the hemichordate otx ortholog.
    Mechanisms of Development 91(1-2): 337-339. doi: 10.1016/s0925-4773(99)00279-8
21. Tagawa, K., Humphreys, T., Satoh, N. (2000).
    T-Brain expression in the apical organ of hemichordate tornaria larvae suggests its evolutionary link to the vertebrate forebrain.
    Journal of Experimental Zoology (Molecular and Developmental Evolution) 288(1): 23-31. doi: 10.1002/(sici)1097-010x(20000415)288:1<23::aid-jez3>3.0.co;2-h
22. Taguchi, S., Tagawa, K., Humphreys, T., Nishino, A., Satoh, N., Harada, Y. (2000).
    Characterization of a hemichordate fork head/HNF-3 gene expression.
    Development Genes and Evolution 210(1): 11-17. doi: 10.1007/pl00008181
23. Peterson, K. J., Cameron R. A., Tagawa, K., Satoh, N., Davidson, E. H. (1999).
    A comparative molecular approach to mesodermal patterning in basal deuterostomes: the expression pattern of Brachyury in the enteropneust hemichordate Ptychodera flava.
    Development 126(1): 85-95. doi: not assigned yet
24. Takada, N., Tagawa, K., Takahashi, H., Satoh, N. (1998).
    Characterization of an ascidian maternal T-box gene, As-mT.
    International Journal of Developmental Biology 42(8): 1093-1100. doi: not assigned yet
25. Tagawa, K., Humphreys, T., Satoh, N. (1998).
    Novel pattern of Brachyury gene expression in hemichordate embryos.
    Mechanisms of Development 75(1-2): 139-143. doi: 10.1016/s0925-4773(98)00078-1
26. Tagawa, K., Nishino, A., Humphreys, T., Satoh, N. (1998).
    The spawning and early development of the hawaiian acorn worm (hemichordate), Ptychodera flava.
    Zoological Science 15(1): 85-91. doi: 10.2108/zsj.15.85
27. Tagawa, K., Jeffery, W. R., Satoh, N. (1997).
    The recently-described ascidian species Molgula tectiformis is a direct developer.
    Zoological Science 14(2): 297-303. doi: 10.2108/zsj.14.297
28. Araki, I., Tagawa, K., Kusakabe, T., Satoh, N. (1996).
    Predominant expression of a cytoskeltal actin gene in mesenchyme cells during embryogenesis of the ascidian Halocynthia roretzi.
    Development Growth & Differentiation 38(4): 401-411. doi: 10.1046/j.1440-169X.1996.t01-3-00008.x

総説等

1. Arimoto A*, Tagawa K* (2018).
   Regeneration in the enteropneust hemichordate, Ptychodera flava, and its evolutionary implications.
   Development, Growth & Differentiation 60(6): 400-408. doi: 10.1111/dgd.12557
2. Tagawa K* (2016).
   Hemichordate models.
   Current Opinion in Genetics & Development 39: 71-78. doi: 10.1016/j.gde.2016.05.023
3. Satoh N, Tagawa K, Lowe C.J., Yu JK, Kawashima T, Takahashi H, Ogasawara M, Kirschner M, Hisata K, Su YH and Gerhart J. (2014).
   On a possible evolutionary link of the stomochord of hemichordates to pharyngeal organs of chordates.
   Genesis 52(12): 925-934. doi: 10.1016/10.1002/dvg.22831
4. Satoh N, Tagawa K, Takahashi H (2012).
   How was the notochord born?
   Evolution and Development 14(1): 56-75. doi: 10.1111/j.1525-142X.2011.00522.x
5. Tagawa K, Satoh N, Humphreys T (2001).
   Molecular studies of hemichordate development: a key to understanding the evolution of bilateral animals and chordates.
   Evolution and Development 3(6): 443-454. doi: 10.1046/j.1525-142X.2001.01050.x

著書

1. Arimoto A and Tagawa K (2022). Studying Hemichordata WBR using Ptychodera flava.
   In Whole-Body Regeneration: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology, 2450), Springer Nature.
   Edited by Simon Blanchoud, Brigitte Galliot
2. Tagawa, K. (2019).
   Evo-Devo Lessons Learned from Hemichordates.
   In Evolutionary Developmental Biology: A Reference Guide, Springer Nature Switzerland AG. Edited by Laura Nuno de la Rosa and Gerd B. Muller.
3. 高橋純夫、高橋裕一郎、峰雪芳宣、竹内栄、坂本尚昭、山本卓、御輿真穂、坂本浩隆、富岡憲治、三村徹郎、田川訓史、奥田敏統、角野康郎 (2016).
   17章　進化の仕組み
   基礎生物科学．培風館．pp. 186-198.
4. Lowe, C.L., Tagawa, K., Humphreys, T., Kirschner, M., and Gerhart, J. (2004).
   Hemichordate embryos; procurement, culture, and basic methods.
   In Methods in Cell Biology, G.A. Wray, C. Ettensohn, and G. Wessel, eds. (San Diego, Elsevier Press).
5. Satoh, N., Hotta, K., Satoh, G., Taguchi, S., Yasuo, H., Tagawa, K., Takahashi, H., Harada, Y. (2000).
   Developmental mechanisms underlying the origin and evolution of chordates.
   In The Biology of Biodiversity, M. Kato, ed. (Tokyo, Springer): pp. 209-222.

日本語総説

1. 福田和也・有本飛鳥・田川訓史．シングルセル解析の進歩と進化発生生物学研究における活用。
   Precision Medicine Vol.4 No.8 p53-56 (2021).
2. 田川訓史．ギボシムシ〜海砂泥地に潜む面白い新口動物群〜．化学と生物 Vol.55. No.5. pp. 308-310 (2017).
3. 川島武士，Oleg Simakov，佐藤矩行，田川訓史．ギボシムシのゲノムから考察する新口動物の起源．ライフサイエンス新着論文レビュー. (2015). doi: 10.7875/first.author.2015.117
4. 佐藤矩行，高橋弘樹，田川訓史．無脊椎動物と脊椎動物の間．細胞工学別冊　進化の謎をゲノムで解く 5章 pp. 188-195 (2015)．
5. 佐藤矩行，高橋弘樹，田川訓史．ゲノムで進化の謎を解く! 第13回 無脊椎動物と脊椎動物の間．細胞工学 vol.34 No.1 (2015).　
6. 田川訓史．ヒメギボシムシPtychodera flavaのcDNAリソース．JAMBIO News Letter vol. 5, 12月号 (2014).
7. 有本飛鳥，佐々木あかね，田川訓史．半索動物ヒメギボシムシの再生．日本動物学会ウェブサイト. (2011).
   http://www.zoology.or.jp/news2/index.asp?patten_cd=12&page_no=413
8. 田川訓史．半索動物研究の紹介：比較分子発生生物学的視点から。タクサ第22号 pp. 63-71 (2007).
9. 田川訓史．ギボシムシはヒトからどれくらい類縁が遠い？ 遺伝3月号（58巻2号） pp. 6-10 (2004).