Elucidation of onset of hindlimb initiation by specific somite-stage.
Publicly Offered Research
| Project Area | Interplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation |
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| Project/Area Number |
17H05764
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
鈴木 孝幸 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (40451629)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 発生時計 / ヘテロクロニー / 体軸 / 進化発生学 / 骨格パターン / パターン形成 / 肢芽 / 体節 / Hox / 多様性 / 形態形成 / 進化 / 遺伝子発現制御 / 脊椎動物 / 発生・分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度では平成２９年度で得られた知見から、Gdf11の発現が、体軸の伸長などに関係なく、分節という現象によって制御されているのかを次の３点の実験から検証した。Gdf11の発現が、分節数により自立的に決まっているならば、異なるステージの胚にGdf11が発現する予定中軸中胚葉領域を移植しても10体節期相当のタイミングで自立的に発現が起こるはずである。そこで8体節期のドナーの中軸中胚葉を4体節期のホストの中軸中胚葉に移植し、Gdf11の発現がどのタイミングで開始されるのか検討した。その結果、Gdf11の発現は、体軸の後方に発現するWNT, FGFシグナルによって発現が調節されること、また分節に関わるシグナルによらず発現が誘導される事が明らかとなった。このことから、初期胚の中軸領域において、発生のタイミングを認識している機構があることが強く示唆された。
発生中の組織の中はさまざまな分泌因子が相互作用をしながら遺伝子発現が調節されている。そのためGdf11の発現を介した種に固有の仙椎-後肢ユニットの位置が決定されるのかを調べるためには純粋なPSMを用いて解析する必要がある。そこで平成３０年度では予定通りES細胞からPSMの細胞に分化させた細胞に、GDF11タンパク質を作用させた時に、下流で体軸の領域決定に関与するHox遺伝子の発現がどのように変化するのかを調べた。その結果、GDF11タンパク質を作用させると、染色体の５'側に位置するHox9-Hox13の発現が誘導される事が明らかとなった。これらのHox遺伝子の発現は、体の下半身全体の形態形成に必須である。これらの結果から、種固有なタイミングで発現を開始したGdf11はPSMの細胞において5'Hox遺伝子群の時空間的な発現を介して仙椎-後肢ユニットを含む下半身全体の形成タイミングを制御していることが示唆された。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] 1.Anatomical integration of the sacral-hindlimb unit coordinated by GDF11 underlies variation in hindlimb positioning in tetrapods.2017
Author(s)
Matsubara Y., Hirasawa T., Egawa S., Hattori A., Suganuma T., Kohara Y., Nagai T., Tamura K., Kuratani S., Kuroiwa A., Suzuki T
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Journal Title
Nature Ecology and Evolution
Volume: １
Issue: 9
Pages: 1392-1399
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Anatomical integration of the sacral-hindlimb unit coordinated by secreted factor, GDF11, underlies variation in hindlimb positioning in tetrapods2017
Author(s)
Yoshiyuki Matsubara, Tatsuya Hirasawa, Shiro Egawa, Ayumi Hattori, Takaya Suganuma, Yuhei Kohara, Tatsuya Nagai, Koji Tamura, Shigeru Kuratani, Atsushi Kuroiwa & Takayuki Suzuki
Organizer
第５０回 日本発生生物学会
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Int'l Joint Research
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Author(s)
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Organizer
第40回 日本分子生物学会
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Invited
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