器官サイズ制御機構の解明―線虫における咽頭サイズ制御の遺伝学的アプローチ

• 研究課題/領域番号: 15H04379
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 西脇 清二 関西学院大学, 理工学部, 教授 (30342827)
• 研究分担者: 久保田 幸彦 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (70333325)
• 連携研究者: 柴田 幸政 関西学院大学, 理工学部, 助教 (80314053)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: 器官サイズ制御 / 咽頭 / 線虫 / 細胞外マトリックス / 器官サイズ / 器官形成 / サイズ制御 / 発生・分化

研究成果の概要

線虫C. elegansの咽頭をモデルとして、器官サイズ制御機構の解析を行った。C. elegansの咽頭は筋肉、マージナル細胞、神経、分泌腺などを含む62個の細胞からなる。変異原EMS処理により、咽頭長が野生型よりも長くなる変異体を多数分離した。これらの変異体を解析したところ、咽頭長制御に関して（１）アピカル細胞外マトリックス、（２）ベーサル細胞外マトリックス（基底膜）、（３）細胞外ROS生成の少なくとも３種類の独立な制御があることが分かった。また、何れの変異体でも咽頭の細胞数に変化は無かった。本研究から、線虫の咽頭長制御には細胞外の分子機構が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Organ Length Control by an ADAMTS Extracellular Protease in Caenorhabditis elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Shibata, Y., Kawakado,Y., Hori,N., Tanaka, K., Inoue, R., Takano, T., Kubota, Y., Nishiwaki,K.
  • 雑誌名: G3 巻: 6 号: 5 ページ: 1449-1457
  • DOI: 10.1534/g3.116.028019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mg2+ Extrusion from Intestinal Epithelia by CNNM Proteins Is Essential for Gonadogenesis via AMPK-TORC1 Signaling in Caenorhabditis elegans. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii T, Funato Y, Hashizume O, Yamazaki D, Hirata Y, Nishiwaki K, Kono N, Arai H, Miki H.
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 12 号: 8 ページ: e1006276-e1006276
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006276
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Control of the basement membrane and cell migration by ADAMTS proteinases: Lessons from C. elegans genetics. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kim, H.-S.and Nishiwaki, K.
  • 雑誌名: Matrix Biology 巻: 44-46C ページ: 64-69
  • DOI: 10.1016/j.matbio.2015.01.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 線虫のMIG-17/ADAMTSプロテアーゼ欠損変異体の新規サプレッサー (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村 久子, 柴田 幸政, 西脇 清二
  • 学会等名: 第４０回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 線虫C. elegansにおけるROSを介した咽頭サイズ制御機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 足立 将大、坂東 里美、平本 和也、加嶋 紀彦、森部 弘樹、柴田 幸政、西脇 清二
  • 学会等名: 第４０回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 線虫の咽頭サイズを制御するgob-1と関連遺伝子の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上 領, 松井 那美香, 佐方 修一郎, 井関 晶太, 柴田 幸政, 西脇 清二
  • 学会等名: 第４０回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 線虫の生殖巣形態維持を制御するmig-36の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横井 俊亮、岩田 明莉、山本 弥生、近藤 祥平、柴田 幸政、西脇 清二
  • 学会等名: 第４０回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 線虫C. elegansの咽頭にサイズ異常を示す新規変異体の単離と解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小柴優実、佐方修一郎、柴田幸政、西脇清二
  • 学会等名: 第４０回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Transdifferentiation is prevented by TLK-1 kinase that represses the level of histone variant H3.3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yukimasa Shibata, Kiyoji Nishiwaki
  • 学会等名: 21st International C. elegans Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 線虫の咽頭サイズを制御するgob-1遺伝子の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井上領、松井那美香、井関晶太、柴田幸政、西脇清二
  • 学会等名: 第３９回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 線虫C. elegansにおけるROSを介した咽頭サイズ制御機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 足立将大、坂東里美、平本和也、加嶋紀彦、森部弘樹、柴田幸政、西脇清二
  • 学会等名: 第３９回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 線虫のADAMTSプロテアーゼによる基底膜IV型コラーゲン制御の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村久子、高野智美、柴田幸政、西脇清二
  • 学会等名: 第３９回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Regulation of pharynx size by apical and basal extracellular matrices in C. elegans. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shibata, Y., Sakata, S., Kawakado, Y., Hori, N., Tanaka, K., Inoue, R., Takano, T., Kubota, Y., Nishiwaki, K.
  • 学会等名: CDB Symposium 2016
  • 発表場所: 理化学研究所（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-03-28
  • 国際学会
• [学会発表] Cell-fate-determination mechanism that functions redundantly with BET family protein (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibata, Y., Konakawa, R., Sawa, H., Nishiwaki, K.
  • 学会等名: 第３８回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Involvement of a ribosomal protein in the MIG-17/ADAMTS-dependent regulation of cell migration in C. elegans (2015)
  • 著者名/発表者名: Kondo, S., Yamaoka, R., Kim, H.-S., Nishiwaki, K.
  • 学会等名: 第３８回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] pqn-74 regulates pharynx size in C. elegans (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakata, S., Tanaka, K., Iseki, M., Nishiwaki, K.
  • 学会等名: 第３８回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] The TFIIH and SWI/SNF complexes are required for the cell fate maintenance in C. elegans. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibata, Y., Konakawa, R., Sawa, H., Nishiwaki, K.
  • 学会等名: 20th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: Los Angeles (USA)
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [備考] 西脇研究室ホームページ
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~nishiwaki/
• [備考] 西脇研究室ＨＰ
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~nishiwaki/