| Project/Area Number |
22K15109
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
田中 真仁 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 特任研究員 (20898192)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | マウス初期胚 / 核膜 / 力学計測 / ライブイメージング / 物性 |
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| Outline of Research at the Start |
哺乳類の初期胚は、細胞分化に関わる胚性ゲノムの活性化などが起こる重要な時期であり、それらの機能不全は胚発生に影響を及ぼす。本研究では、代表者が見出した初期胚の発生に伴う核膜の変形に着目して、それが持つ胚発生機能との関係を明らかにする。そこで、１）独自に開発した物性計測法を使って核膜の物性変化の定量的に解析する。２）また薬剤阻害実験で核膜の変形を生み出す分子を同定する。３）さらに新規の核膜変形操作法を用いて核膜の変形に伴う遺伝子発現パターン変動の解析することで、核膜の変形が引き金となる新たな胚発生の制御メカニズムの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
核膜の変形が持つ胚発生における機能を明らかにするために、今年度は１）マウス初期胚の核膜の物性解析と２）核膜の変形を生み出す分子の同定を行い、核膜がいかなる物性を有し、またどのような力によって変形しているのかを調べた。さらに、３) 核膜変形操作を行い、人為的に核膜を変形させた後の胚発生を調べた。具体的な研究実績を以下に記述する。
１）蛍光プローブで標識した核膜の胚発生に伴う形状変化を高解像ライブイメージングで観察した。その結果、２細胞期胚の核膜は大きく変形したり、その周辺の構造が乱れたりして、１と４細胞期胚の核膜とは異なる形状を示した。また、独自開発したガラスキャピラリー法を使って胚発生に伴う核膜の硬さと粘弾性の変化を測定した。その結果、２細胞期胚の核膜は１、４細胞期胚の核膜と比べて非常に柔らかく、また可塑的であることが分かった。
２）次に核膜の変形に関与すると予想した候補分子を薬剤で阻害した２細胞期胚と未処理の２細胞期胚の核膜の変形量と比較して、核膜の変形を生み出す分子を調べた。その結果、２細胞期胚の核膜の変形に寄与する分子の１つを明らかにした。また１）の核膜の硬さ計測と薬剤阻害実験を組み合わせることで、２細胞期の核膜の軟化を制御する分子機構についても明らかにした。
３）さらに１）のキャピラリー法を使って１細胞期胚と２細胞期胚の核膜を人為的に変形させて、その後の胚の発生を調べた。その結果、核膜を人為的に変形させた２細胞期胚では、１細胞期胚に比べて胚盤胞まで発生が進む割合が大幅に減少した。このことから2細胞期胚の核膜を人為的に変形させると胚発生に悪影響を及ぼすことが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今年度の目標であったマウス初期胚核膜の物性解析と変形に起因する分子の同定が予定通り行うことができたため。また、マウス初期胚核膜の物性を解析するだけではなく、核膜の物性を制御する分子機構の同定や核膜の変形の胚発生の影響を調べることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
確立した核膜の硬さ計測法や高解像ライブイメージングを用いて2細胞期特異的な核膜の構造や物性をさらに解析する。今年度に発見した核膜の変形や硬さを制御する分子がいかにして2細胞期で機能しているのかその詳細な分子メカニズムについてさらなる解析を進めていく。2細胞期胚の核膜を人為的に変形させるとなぜ胚発生に悪影響を及ぼすのか、その原因についても調べる。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
