| Project/Area Number |
21K06198
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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 | Kyoto University |
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Principal Investigator |
稲葉 真史 京都大学, 理学研究科, 助教 (60893360)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | パターン形成 / 膜電位 / トリ胚 / 光遺伝学 |
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| Outline of Research at the Start |
多細胞生物の多様な形態が作り上げられる過程では、さまざまなタイプの細胞間相互作用が使い分けられている。中でも、長距離ではたらく相互作用（長距離シグナル）は、組織のマクロスケールな構造を作り出すのに重要であると考えられているが、その分子・細胞実体はほとんど分かっていない。そこで本研究では、トリ胚表皮の色素パターンの形成過程をモデルケースとして解析を行う。特に、組織中の局所的な細胞膜電位の変化が長距離シグナルとして伝播し、マクロスケールなパターン形成に影響を及ぼす現象に注目し、組織培養系と光遺伝学とを組み合わせた手法によって、原理解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、ウズラ色素細胞間の相互作用を膜電位シグナルとして捉えることは技術的に困難であることが判明した。そこで膜電位変化に付随すると考えられるカルシウム変化をGCaMP6sイメージングで可視化する方針に切り替え、色素細胞内においてカルシウム濃度が振動することを見出した。そこで今年度は色素細胞におけるカルシウム変化を詳細に観察した。興味深いことに、カルシウム変化はウズラ色素細胞の細胞全体で起こる場合と細胞体から伸びた樹状の突起内でのみ起こる場合とが観察された。
また前年度の研究で、ウズラの縞パターンの境界では黒と黄色の細胞が細胞移動により互いに分離し明瞭な境界を維持することが分かった。これは縞の境界が大まかに形成された後に見られる現象であるため、境界形成を微調整する仕組みである可能性が高いと思われた。今年度は、縞パターン形成過程の初期の段階において将来の境界付近ある色素細胞の挙動を解析した。ウズラ色素細胞をMitfpro-H2BEGFPで標識し皮膚の培養タイムラプス観察を行った結果、色素細胞は頭尾軸方向に優位に移動することがわかった。この細胞移動は頭尾軸に並行に形成される縞において、縞の境界をまたいだ細胞の移動を最小限とすることができるので、境界の維持に重要であると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度はカルシウム振動から色素細胞間の同期のパターンの解析を行った。しかしながら解析に用いたカルシウムシグナルは低倍率の観察から取得されたものであったため、そのシグナルが細胞体/突起のどちらに由来するか不明であるという問題が浮上した。これを区別するためにカルシウム振動を細胞内レベルで解析することにした。その結果に基づいて同期パターンの解析を行うため計画にやや遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
色素細胞でのカルシウム変動が細胞突起内だけでも起こることが分かった。縞パターンを形成する色素細胞集団は細胞突起を介して結合するので、突起内でのカルシウム変動は相互作用に影響する可能性がある。今後は突起内でのカルシウム変動を詳細に解析するとともに、細胞集団を形成しているとき、とくに黒色の色素細胞と黄色の色素細胞間をつなぐ突起でのカルシウム変動に焦点をあてて解析する。
色素細胞移動の解析から縞の形に干渉しない移動極性が見えてきた。この極性を維持する仕組みは現在のところ不明であるが、皮膚に生じる羽原基が尾の方向に伸びることと関連する可能性があるので、この点に注目してを解析を行いたい。
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