Mechanisms driving regeneration starting from limb regeneration-specific transcription factors, and restoring the regenerative capacity in metamorphosed frogs
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20K06664
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44020:Developmental biology-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Kawasumi Aiko 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 訪問研究員 (80625484)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 四肢再生 / 形態形成 / ゲノム編集 / トランスクリプトーム解析 / RNA-seq / アフリカツメガエル / ネッタイツメガエル / 器官再生 / ツメガエル / トランスクリプトーム |
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| Outline of Research at the Start |
両生類四肢再生研究の多くは再生初期の再生芽形成を対象とした研究である。一方、再生後期の形態形成に関しては、発生の形態形成の分子機構とどの程度の共通性があるのか（再生時のみ働く分子機構はあるのか）を網羅的に探索し、かつ機能解析した例は非常に少ない。我々はツメガエル幼生の四肢再生後期の形態形成期についてトランスクリプトーム解析を行い、再生領域特異的に発現する十個の候補遺伝子を見出した。本研究では、そのうち２つの候補遺伝子についてゲノム編集で機能解析することにより、四肢再生を駆動する分子機構の解明を目指す。さらに、再生能力が低下する成体にその分子機構を誘導することで四肢再生能力の回復に挑戦する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We identified X1 and X2 as "genes with specific expression in Xenopus Laevis regenerating limb" and analyzed their functions.
Loss-of-function analysis in larvae and gain-of-function analysis in metamorphosed frogs suggested that X1 and X2 regulate distal/posterior patterning gene expressions in a limb regeneration specific manner, implying that X1 and X2 are important genes for initiating morphogenetic gene expressions during limb regeneration.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
変態後のカエルでは不完全な後肢再生しか起こせない(指のない1本の棒状の後肢が再生)。本研究では変態後のカエルで人為的に単一遺伝子（X1またはX2）を発現させることで、先端が3本に分かれた後肢を再生させることができた。このように単一遺伝子の導入のみで再生能力の向上を成し遂げられたのは世界初である。また本研究では四肢再生におけるX1とX2を起点とした「四肢再生時に形態形成機構を再駆動させる分子機構」を詳細に明らかにしつつあり、ツメガエルに完全な再生をさせるための大きな手がかりとなることが予想される。
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Report
(4 results)
Research Products
(2 results)
