再生時特異的に機能する転写因子を起点とした両生類四肢再生過程を駆動する機構の解明
| Project/Area Number |
22KJ3137
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| Project/Area Number (Other) |
21J40185 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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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 |
川住 愛子 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, 研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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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 / アフリカツメガエル / ネッタイツメガエル / RNA-seq |
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| Outline of Research at the Start |
カエルは幼生から成体になることで再生能力が著しく減退することより、再生能力回復を目指すためのモデルとして理想的である。これまでの研究ではツメガエル幼生四肢の発生と再生においてトランスクリプトーム比較解析を行うことで、再生特異性の高い遺伝子X1, X2を同定し、その機能解析を行ってきた。
本研究ではこれら遺伝子が四肢再生において果たす役割を明らかにする目的で、ゲノム編集個体（幼生）とhspによる過剰発現個体（成体）の再生領域についてRNA-seqやscRNA-seqを行い、X1, X2の下流遺伝子と、過剰発現時の四肢再生における細胞種多様性の変化を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ツメガエルは高い再生能力をもっており、幼生期に四肢を切断しても完全に再生することができるが、変態後の幼若個体では再生能力が低下して主に１本の軟骨と表皮からなるパターンのない構造（スパイク）しか再生できない。
本研究では、これまでに再生能力の高い幼生の四肢再生・発生過程における形態形成期についてトランスクリプトーム比較解析を行い、再生領域特異的に発現上昇する遺伝子10個を同定、そのうち最も再生特異性の高い2つの転写因子（X1, X2）のそれぞれについて、ネッタイツメガエルにおいてゲノム編集によりKO個体（機能欠損解析）を作製し、またアフリカツメガエルにおいて熱ショック応答により遺伝子発現を誘導できるTransgenic個体（機能獲得解析）を作製した。これらを解析した結果、KO個体(幼生)の四肢再生については、①自脚部の形態異常、②自脚部予定領域の低形成と細胞増殖の低下、③遠位/後方パターニング遺伝子の発現低下が確認され、またTg個体（変態後の幼若個体）の四肢再生ついては、④先端が２～３本に分岐した軟骨をもつ再生物の形成、⑤再生領域の遠位における一過的な膨大と細胞増殖の増加、⑥遠位/後方パターニング遺伝子の発現上昇が確認された。
本年度は上記の結果のうちでX1のみでしか結果が得られていられない②, ③, ⑤, ⑥について、X2についても結果を得るために追加実験を行った。またその結果を含め、遺伝子X1とX2がツメガエル四肢再生に果たす役割について述べた論文を作成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2021年度に行った論文投稿が受理まで至らず、異なる雑誌に再度投稿することとなったため、予定していたものと異なる実験を追加した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に論文投稿を行った後、遺伝子X1, X2の下流シグナル解析を目的としたCUT&RUN解析に取り掛かる予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
