Project/Area Number |
19K18780
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
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Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research (2021-2022) Kyoto University (2020) Kyoto Prefectural University of Medicine (2019) |
Principal Investigator |
Okamoto Shio 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (10838139)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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Keywords | 蝸牛有毛細胞 / 運命決定 / 接着斑 / 蝸牛 / 収斂伸長 / 有毛細胞平面内細胞極性 / focal adhesion kinase / 平面内細胞極性 / Intestinal Cell Kinase / ICK / 細胞支持構造 / CRISPR/Cas / 耳胞 / エレクトロポレーション |
Outline of Research at the Start |
繊毛は器官の形成や恒常性維持に重要な役割を果たしており、繊毛の機能障害により繊毛病と呼ばれる一群の症候群が生じることが知られている。以前から申請者はintestinal cell kinase(ICK)が内耳有毛細胞において繊毛輸送を制御し、平面内細胞極性に関与することを明らかにしてきた。ICK KOマウスの有毛細胞では不動毛の配列方向と動毛の位置に解離が観察されたが、前者と後者の関連性は不明である。そこで申請者は、ICKが有毛細胞頂面下の微小管とアクチンフィラメントのネットワーク形成を制御することにより、動毛と不動毛の位置決定に関与するとの仮説をたて、本研究において立証することを試みる。
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Outline of Final Research Achievements |
The cochlea, a hearing organ, has a unique spiral structure which makes it possible for us to hear various sound frequency. This structure is formed by convergent extension (CE) that is dynamic cell arrangement. Another structure important for elaborate hearing is planar cell polarity (PCP) which is the U- or V-shaped staircase structure formed by actin protrusion called stereocilia on the apical surface of hair cells. CE and PCP formation in hair cells are regulated by cilia on the apical surface of hair cells in cochlear development, whereas the mechanism these two have in common remains to be explored. To elucidate this mechanism, we forcused on the component of focal adhesion between cells and substrates because one of the focal adhesion components were expressed in both apical and basal membranes of progenitor cells. Unexpectedly one of the focal adhesion components we focused on affected cell fate specification, while they affected neither CE nor PCP in hair cells.
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年、細胞外からの機械的刺激が細胞の増殖、分化、移動などを制御することが知られているが、蝸牛の発生における機械的刺激の役割については、その多くが未解明である。本研究は、細胞-基質間に存在する接着斑を介した機械的刺激が、聴覚受容に必須である有毛細胞の運命決定に重要な役割を果たす可能性を明らかにした点で学術的意義がある。また今後、機械的刺激が有毛細胞の運命決定を制御するメカニズムについて明らかにすることにより、現時点では未解明である、有毛細胞障害により一旦失われた聴覚を、意思疎通が可能となるレベルに回復させる手法の解明に大きく貢献できる可能性を秘めており、社会学的にも意義があると考えられる。
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