重力に抗した3D 臓器形成機構の解析

• Project Area: "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE"
• Project/Area Number: 16H01643
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 清木 誠 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (50226619)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2017: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2016: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: YAP / メカノホメオスターシス / 重力 / オルガノイド / 立体臓器 / Hippoシグナル / 形態形成 / メダカ

Outline of Annual Research Achievements

1.重力変化に対するYAPシグナル応答のダイナミクスをリアルタイムで検出するためのKTRプローブの作成: 重力へのYAPシグナルの応答ダイナミクスを正確にリアルタイムで検出する方法の開発を目指した。Regotら (Regot S.et al., Cell, 2014) が開発したキナーゼ活性を蛍光タンパクの細胞質と核への分布に変換するKTRを応用してYAPの活性を制御するLatsキナーゼのKTRプローブの作成を行った。現在までに24種類のプローブを作成したが、YAPの活性化と相関するものは得られなかった。今後、ドッキングサイトなどの微調整を続ける予定である。
２.重力変化に応答し立体臓器を構築するYAP分子ネットワークの同定: YAPの標的遺伝子ARHGAP18の結合因子および重力応答に関与する分子群を同定するため、BioID法を用いて解析を行った。現在までに、ARHGAP18と結合するタンパク質を2種類同定した。今後、過重力・微小重力に応答する分子ネットワークを構築する。
３.メダカ胚の低温保存と発生再開の手法の確立と安定供給: 重力変化がYAPシグナルに与える影響について宇宙実験によりメダカ胚を用いて明らかにするため、本宇宙実験に向けた地上予備実験を遂行した。その結果、18℃程度の温度でのメダカ胚の保存が宇宙実験を実現可能な条件であるとの目処がついた。
４.重力変化に対するYAPシグナル応答のシミュレーションを行うための数理モデルの構築: 重力変化へのYAPシグナル応答のシミュレーションを行うために、これまでに明らかになっている分子群の相互作用を基に、CellDesignerを用いて数理モデルを構築している。本数理モデルのさまざまなパラメーターを設定するために、主な分子を定量的に測定することが必要になる。現在のところ、Western blotting法により測定を進めている。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Institute for Science and Technology(オーストリア)
• [Journal Article] Effect of histidine on sorafenib-induced vascular damage: Analysis using novel medaka fish model. (2018)
  • Author(s): Shinagawa-Kobayashi Y, Kamimura K, Goto R, Ogawa K, Inoue R, Yokoo T, Sakai N, Nagoya T, Sakamaki A, Abe S, Sugitani S, Yanagi M, Fujisawa K, Nozawa Y, Koyama N, Nishina H, Furutani- Seiki M, Sakaida I, Terai S.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 496 Issue: 2 Pages: 556-561
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.01.057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] YAP mediated mechano-homeostasis ― conditioning 3D animal body shape (2017)
  • Author(s): Yoichi Asaoka, Makoto Furutani-Seiki
  • Journal Title: Current Opinion in Cell Biology Volume: 49 Pages: 64-70
  • DOI: 10.1016/j.ceb.2017.11.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 再生医療-重力に抗した複雑な立体臓器の構築機構 (2017)
  • Author(s): 浅岡 洋一, 古谷-清木 誠
  • Journal Title: 季刊 腎と骨代謝 Volume: 30 Pages: 227-232
• [Journal Article] YAP is essential for 3D organogenesis withstanding gravity. (2017)
  • Author(s): Asaoka Y, Nishina H, Furutani-Seiki M.
  • Journal Title: Dev Growth Differ. Volume: 59 Issue: 1 Pages: 52-58
  • DOI: 10.1111/dgd.12338
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 宇宙環境における宿主-病原体の相互作用の解析に向けた感染モデルの構築 (2017)
  • Author(s): 浅岡 洋一，荻野 英賢, 白井 睦訓
  • Organizer: 第70回日本細菌学会中国・四国支部総会
• [Presentation] YAP is essential for tissue tension to ensure vertebrate 3D body/organ shape (2017)
  • Author(s): Masayuki Tokunaga, Yoichi Asaoka, Carl-Philipp Heisenberg,Hiroshi Nishina, Makoto Furutani-Seiki et al.
  • Organizer: The Hippo pathway across species and disciplines (EMBO workshop)
  • Int'l Joint Research