光制御と光計測によるシグナル伝達経路間の動的相互作用の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological signaling networks based on mathematical science |
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| Project/Area Number |
19H04960
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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 |
Complex systems
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
磯村 彰宏 京都大学, 高等研究院, 連携助教 (70512466)
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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 |
¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | 光遺伝学 / シグナル伝達 / 分節時計 / 体節形成 / Notchシグナル / FGFシグナル |
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| Outline of Research at the Start |
生体内のシグナル伝達ネットワークは、外部環境の動的変化に適応して恒常性維持を司る動的システムであり、その恒常性の破綻は多くの場合に病態や疾患を伴う。近年、様々な生命現象でシグナル活性の動的パターンが発見されたが、複数のシグナル伝達経路の共存・協調を可能にする動作原理は明らかではない。そこで本研究では、転写活性およびシグナル伝達活性の光制御・光計測技術を使って、シグナル伝達ネットワークにおける動的情報の統合・処理機構の理解に貢献することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内のシグナル伝達ネットワークは、外部環境の動的変化に適応して恒常性維持を司る動的システムであり、その恒常性の破綻は多くの場合に病態や疾患を伴う。近年、様々な生命現象でシグナル活性の動的パターンが発見されたが、複数のシグナル伝達経路の共存・協調を可能にする動作原理は明らかではない。そこで本研究では、発生過程の一過的な組織である未分節中胚葉における、FGFおよびNotchシグナルの動的パターンの共存に着目した研究を行った。そして、片方のシグナル活性を青色光制御しながら両方のシグナル活性の細胞応答を同時に生細胞イメージングするための融合的基盤技術を確立し、FGF/Notchシグナル間の動的パターンの統合・情報処理機構を解明し、シグナル伝達ネットワークの動的制御様式の包括的理解に貢献することを目指した。 具体的には分節時計における転写因子Hes7の発現振動と、FGFシグナル伝達経路の協調的なダイナミクスに着目し、マウスES細胞にHes7転写発光レポーターによる計測モジュールと光遺伝学による制御モジュールを遺伝子導入し、試験管内分化誘導することで光制御と光計測が同時に可能な分節時計のin vitro実験系を構築した。 そして、周期的な光照射によって分節時計を光同調させることに成功した。また培養条件を検討することで、シグナル勾配の存在が示唆される遺伝子発現パターンを示すin vitro実験系を見出した。
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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
(4 results)
