| Project/Area Number |
21K05983
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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 42030:Animal life science-related
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
迫 圭輔 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (50786291)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | PIP2 / 脂質 / pH / ゼブラフィッシュ / 細胞膜 / 初期発生 / 細胞外pH / フォスファチジルイノシトール / イノシトールリン脂質 |
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| Outline of Research at the Start |
細胞の生理機能は、酸性度 (以下pH)、温度、酸素に代表される環境因子から影響を受ける。細胞は、生存に適さない環境からのストレスを回避するために、外環境を感知し適応するための様々な応答機構を獲得している。温度や酸素の変動に対する応答機構は広く明らかにされてきた一方、細胞が周囲のpHを感知・応答する機構の全貌は明らかでない。本研究では細胞膜を構成する脂質に着目して解析し、pH変動に伴い細胞が機能調節し、変化に適応できる仕組みを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞は、酸性度（以下pH）、温度、酸素に代表される様々な環境因子から影響を受け、適切に応答し適応することで生命が成り立っている。しかし、細胞外のpH変化に対して、細胞がどのように応答し、適切な適応機構が機能しているのか、よく理解されていない。外環境に直接触れる細胞膜脂質に着目し、pH変化で起きる膜脂質の変化を網羅的に解析した。その結果、細胞膜内層に局在し、細胞骨格制御やシグナル伝達の基質として機能する多機能脂質Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2)が、細胞外のpH状況に応じて内層から外層に移行することを見つけた。さらに遺伝子破壊網羅的スクリーニングの実施より、PIP2の移行制御に関与する膜タンパク質(以下X)を見出した。Xを欠損するゼブラフィッシュを作成し、その表現型を解析することで、細胞がpH適応する機構とその生理的意義を明らかにすることを目指した。初期胚を用いて、原腸陥入時に体の軸を作るaxial mesodermの中でより前方に位置しているprechordal plateと呼ばれる細胞の動きを観察した。その結果、野生型胚では細胞が集団となりcollectiveに細胞運動するのに比べて、X欠損胚では酸性化する周囲のpHに対して細胞が応答できず、細胞運動様式が変化することで、collectiveに動く集団から細胞が離脱していくことがわかった。また胚の表面を覆っている上皮細胞の主要な役割の一つは、外環境から胚を守ることにある。しかしX欠損胚では酸性環境に対する抵抗性が低下し、より死にやすくなることが明らかになった。これらの結果から、Xが細胞外環境のpHに対して細胞内でPIP2依存的な適応機構を誘導することで、発生過程を制御しうる、また個体のホメオスタシスを維持しうる、と結論づけた。
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Report
(3 results)
Research Products
(1 results)
