Regulation of the organ size and conservation of pattern formation by controlled by species-specific developmental clocks
Publicly Offered Research
| Project Area | Interplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation |
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| Project/Area Number |
19H04781
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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 | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
笹井 紀明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (80391960)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | ニワトリ胚 / ウズラ胚 / 神経管 / 中枢神経系 / 発生時間 / キメラ胚 / 器官サイズ / サイズ制御 / 種特異的な発生時計 |
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| Outline of Research at the Start |
体内に存在するすべての器官は体全体に合ったサイズで存在する。種間で比較的相似形が保たれており、ゲノムレベルでも類似性の高いニワトリとウズラで、サイズの違いが生じるメカニズムを明らかにし、サイズ決定の分子機構の一端を明らかにすることがこの研究の目的である。
本研究では、特にニワトリ胚とウズラ胚の神経管の大きさの変遷に着目する。両者はゲノム構造が非常に類似しているため、遺伝子発現の違いなど、比較的小さな違いがサイズの違いや種特異的な発生時間に違いを生み出していると考えられる。そこで、この違いを移植実験や発現解析によって明らかにしたい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は生体や器官のサイズを決定する分子メカニズムについて研究を進めており、そのモデルとして鳥類の神経管を使用している。その方法として、ともに近縁でありながらサイズが大きく異なるニワトリ胚とウズラ胚神経管のサイズの比較を行うことにした。
まず、様々な発生過程の神経管断面を単離し、そのサイズ、前駆細胞数、神経細胞数の変遷を比較した。その結果、ニワトリ胚にくらべてウズラ胚では神経前駆細胞の分裂速度がおそく、より多くの前駆細胞が神経細胞へと分化していた。
次に、ニワトリ胚とウズラ胚から神経管を取り出し、その細胞に発現する遺伝子をRNAシーケンス法によって解析したところ、発現量が両種で異なる遺伝子が約2,000種類同定され、さらにその中には転写因子やシグナル因子が多数含まれていた。このうち、Sox型転写因子Sox14はウズラ胚で発現量が高く、サイズ決定の一因となっていることが示唆された。
神経管における発現領域をin situハイブリダイゼーションによって調べたところ、Sox14は神経前駆細胞や分化した神経細胞の一部などに発現していた。次に、Sox14をニワトリ胚神経管に大量導入すると細胞分裂が抑制され、神経管の分化が促進された。一方、siRNAによってSox14の発現量を減弱したところ、前駆細胞の発現領域が拡大した。また、Sox14は転写活性化因子として働くことが示唆された。
以上の結果から、前駆細胞の細胞分裂の速度、前駆細胞・神経分化のバランスの違いがサイズの違いに結びついていることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2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
(26 results)
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[Journal Article] Prominin-1 Modulates Rho/ROCK-Mediated Membrane Morphology and Calcium-Dependent Intracellular Chloride Flux.2019
Author(s)
Hori A, Nishide K, Yasukuni Y, Haga K, Kakuta W, Ishikawa Y, Hayes MJ, Ohnuma SI, Kiyonari H, Kimura K, Kondo T, Sasai N.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 9
Issue: 1
Pages: 15911-15911
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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