ホヤ胚発生における発生運命決定・細胞分化と細胞分裂回数制御の関係

• Project Area: Cell Proliferation Control
• Project/Area Number: 22019021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 西田 宏記 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60192689)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊野 岳 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (80372605) ; 西野 敦雄 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (50343116)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000); Fiscal Year 2011: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2010: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: ホヤ / 胚発生 / 細胞増殖 / 細胞分裂停止 / 発生運命 / 脊索 / 筋肉 / 転写因子 / FGF

Research Abstract

胚発生において、細胞の発生運命と細胞分裂回数は深く関わっていることが知られているが、本研究では、細胞の発生運命の決定・細胞分化と、細胞分裂停止までの細胞分裂回数との関係を、ホヤ胚を用いて解析している。
胚発生において、細胞の運命決定がなされた直後から組織特異的なキー転写因子群が発現するようになる。脊索で発現が開始するBrachyury遺伝子は、脊索分化を司るキー転写因子であることがわかっていた。昨年までの本研究によって、Brachyuryは脊索細胞が64細胞期以降3回で細胞分裂を停止するために必要かつ十分であることを示してきた。そして、本年これらをまとめた論文がDevelopmental Biologyに出版された。
そこで、64細胞期以降3回で細胞分裂を停止する筋肉細胞にも同様のことが起こるのかどうかを調べた。筋肉における組織特異的なキー転写因子はTbx6であり、これは筋肉分化に必要かつ充分である。よって、Tbx6 mRNAを合成し、受精卵に顕微注入をおこなった。その結果、64細胞期以降7回の細胞分裂を行うはずの間充織割球が、筋肉同様に3回の分裂後に停止することがわかった。このように、脊索と筋肉の両方に共通して、組織特異的なキー転写因子は分化と分裂回数制御の両方に関わっていることが示された。しかし、Tbx6 mRNAの顕微注入によりTbx6タンパク質を正常より早い時期に発現させているにもかかわらず分裂回数が3回と変わらなしでことから、Tbx6遺伝子の発現開始時期からの時間で分裂回数が決まっているわけではないことがわかっていた。

Research Products

• [Journal Article] The maternal muscle determinant in the ascidian egg (2012)
  • Author(s): Nishida, H.
  • Journal Title: WIREs Dev.Biol. Volume: (印刷中) Issue: 3 Pages: 425-433
  • DOI: 10.1002/wdev.22
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytoplasmic localization and reorganization in ascidian eggs : Role of postplasmic/PEM RNAs in axis formation and fate determination (2012)
  • Author(s): Makabe, K., Nishida, H.
  • Journal Title: WIRES Dev.Biol. Volume: (印刷中) Issue: 4 Pages: 501-518
  • DOI: 10.1002/wdev.54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neurula rotation determines left-right asymmetry in ascidian tadpole larvae (2012)
  • Author(s): Nishide, K., Nishida, H.
  • Journal Title: Development Volume: 139 Issue: 8 Pages: 1467-1475
  • DOI: 10.1242/dev.076083
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The transcription factor FoxB mediates temporal loss of cellular competence for notochord induction in ascidian embryos (2011)
  • Author(s): Hashimoto, H., Nishida, H.
  • Journal Title: Development Volume: 138 Issue: 14 Pages: 2591-2600
  • DOI: 10.1242/dev.070383
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tissue-specific regulation of the number of cell division rounds by inductive cell interaction and transcription factors during ascidian embryogenesis (2011)
  • Author(s): Fujikawa T, Takatori N, Kuwajima M, Kim GJ, Nishida H
  • Journal Title: Developmental Biology Volume: 355 Issue: 2 Pages: 313-23
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.04.033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A maternal factor unique to ascidians silences the germline via binding to P-TEFb and RNAP II regulation (2011)
  • Author(s): Kumano G, Takatori N, Negishi T, Takada T, Nishida H
  • Journal Title: Current Biology Volume: 21 Issue: 15 Pages: 1308-13
  • DOI: 10.1016/j.cub.2011.06.050
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simple procedure for sperm cryopreservation in the larvacean tunicate Oikopleura dioica. (2011)
  • Author(s): Ouchi, K., Nishida, H.
  • Journal Title: Zool.Sci. Volume: 28 Pages: 8-11
  • NAID: 210000169624
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polo-like kinase-1 is required for localization of PEM protein to the centrosome-attracting body and unequal cleavages in ascidian embryos. (2011)
  • Author(s): Negishi, T., Nishida, H.
  • Journal Title: Dev.Growth Differ. Volume: 53 Pages: 76-87
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial and temporal expression of two transcriptional isoforms of Lhx3, a LIM class homeobox gene, during embryogenesis of two phylogenetically remoteascidians, Halocynthia roretzi and Ciona intestinalis. (2010)
  • Author(s): Kobayashi, M., Nishida, H.
  • Journal Title: Gene Expression Patterns Volume: 10 Pages: 98-104
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dual mechanism controls asymmetric spindle position in ascidian germ cell precursors. (2010)
  • Author(s): Prodon, F., Nishida, H.
  • Journal Title: Development Volume: 344 Pages: 284-292
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Macho-1 regulates unequal cell divisions independently of its function as a muscle determinant. (2010)
  • Author(s): Kumano, G., Nishida, H.
  • Journal Title: Dev.Biol. Volume: 344 Pages: 284-292
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Segregation of germ layer fates by nuclear migration-dependent localization of Not mRNA. (2010)
  • Author(s): Takatori, N., Nishida, H.
  • Journal Title: Dev.Cell Volume: 19 Pages: 589-598
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plasticity of animal genome architecture unmasked by rapid evolution of a pelagic tunicate. (2010)
  • Author(s): Denoeud, F., Nishida, H.
  • Journal Title: Science Volume: 330 Pages: 1381-1385
  • Peer Reviewed
• [Presentation] マボヤ胚の中内胚葉分離におけるNot mRNA非対称分配のメカニズム (2011)
  • Author(s): 齊藤由佳、高鳥直士、西田宏記
  • Organizer: 日本動物学会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール(北海道)
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] マボヤ胚母性局在因子PEMによる生殖細胞系列での転写抑制機構 (2011)
  • Author(s): 熊野岳、高鳥直士、根岸剛文、高田樹、西田宏記
  • Organizer: 日本動物学会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール(北海道)
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] オタマボヤにおけるRNAiの試み (2011)
  • Author(s): 表迫竜也、西野敦雄、西田宏記
  • Organizer: 日本動物学会
  • Place of Presentation: 旭川市大雪クリスタルホール(北海道)
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] How do ascidian embryos count the cell division rounds in each tissue lineage? (2011)
  • Author(s): 西田宏記
  • Organizer: 6th International Tunicate Meeting
  • Place of Presentation: McGill University(モントリオール、カナダ)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-07-03
• [Presentation] Expectation from the community II.Cell Bilogy (2010)
  • Author(s): Hiroki Nishida
  • Organizer: 1st Tunicate Information System Meeting
  • Place of Presentation: Hotel Le Royal(ニース、フランス)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-11-11
• [Presentation] オタマボヤにおけるCAB様構造体の解析 (2010)
  • Author(s): 幸西翔平、西田宏記
  • Organizer: 日本動物学会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Neurula rotation determines left-right asymmetry in ascidian tadpole Larva. (2010)
  • Author(s): Nishide, K., Nishida, H
  • Organizer: 日本発生生物学会
  • Place of Presentation: 京都国際会議場
  • Year and Date: 2010-06-20
• [Presentation] How do embryos count the cell division rounds in each tissue lineage?: An ascidian case. (2010)
  • Author(s): Hiroki Nishida
  • Organizer: 2nd Joint Meeting of the SFBD and JSDB
  • Place of Presentation: パスツール研究所(パリ、フランス)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Book] 細胞周期フロンティア (2010)
  • Author(s): 西田宏記, (他73名、共著)
  • Publisher: 共立出版社
• [Remarks]
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/nishida/naiyou.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/nishida/naiyou.html