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イモリの分子遺伝学実験系を駆使した再生原理の解明

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular mechanisms underlying reconstruction of 3D structers during regeneration
Project/Area Number 25124706
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

林 利憲  鳥取大学, 医学部, 准教授 (60580925)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywordsイベリアトゲイモリ / 心臓再生 / 心筋細胞 / トランスジェニック / 細胞系譜 / 細胞周期 / ゲノム編集 / コンディショナルノックアウト / CRE-loxP
Outline of Annual Research Achievements

有尾両生類のイモリは極めて高い再生能力を持つ。その再生能力を支える原理を解明して、ヒトやマウスにフィードバックする意義は非常に高い。本研究では、これまで広く用いられてきた日本産のアカハライモリや米国産のブチイモリに代わり、大量繁殖が可能なスペイン原産のイベリアトゲイモリを導入することで、再生機構を解明するための遺伝子操作を駆使した実験系を樹立・整備すること、その実験系を用いて心臓再生の開始機序を明らかにすること、さらにはイモリで明らかにした心臓再生の開始機構がマウスではどのように機能しているかを示すことを目的に研究を行った。
当該年度はイモリとマウスの心臓再生能の違いが生じる原因を明らかにするために、両者の心臓損傷後における細胞周期の制御因子の発現量の変化について比較解析を行った。また、イモリの心臓再生過程にみられる細胞増殖の詳細なパターンを調べることで、これまでの考え方とは異なる様式で再生が起こることを示した。
次に、より高度な遺伝子破壊実験系を可能とするために、TALENを介したゲノム編集によるコンディショナルノックアウトイモリの作製を行った。これにより、イモリゲノムの目的とする領域に対してコンディショナルノックアウトに必要なloxP配列を挿入できることが示された。
本課題の研究成果をもとに、本領域の研究者である横山 仁、森下 善弘、 及び亀井 保博らと共同で原著論文(査読あり)を発表した。日本語総説(査読なし)2報と著書(一部)を2冊執筆した。このほか共同研究を含め11件以上の学会・研究会における研究発表を行った。うち6件は招待講演の演者をつとめた。さらに、基礎生物学研究所(愛知県岡崎市)で行われた国際トレーニングコースにおいて講師を務め、本研究において確立したイベリアトゲイモリの実験系を紹介した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 10 results) Book (5 results)

  • [Int'l Joint Research] Karolinska Institutet(Sweden)

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  • [Journal Article] 再生生物学の新時代へ2016

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      林 利憲、竹内 隆
    • Journal Title

      実験医学

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      Volume: 印刷中

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      Kawasumi, A., Hayashi, T., Kobayashi, T., Nagayama, C., Hayashi, S., Kamei, Y., Morishita, Y., T Takeuchi, T., Tamura, K., Yokoyama, H.
    • Journal Title

      Dev. Growth Differ.

      Volume: 57 Issue: 9 Pages: 601-613

    • DOI

      10.1111/dgd.12241

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Transcription activator-like effector nucleases efficiently disrupt the target gene in Iberian ribbed newts (Pleurodeles waltl), an experimental model animal for regeneration.2014

    • Author(s)
      Hayashi T, Sakamoto K, Sakuma T, Yokotani N, Inoue T, Kawaguchi E, Agata K, Yamamoto T, Takeuchi T
    • Journal Title

      Development, Growth and Differentiation

      Volume: 56 Issue: 1 Pages: 115-121

    • DOI

      10.1111/dgd.12103

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  • [Journal Article] Histone H3 lysine 9 methyltransferases, G9a and GLP are essential for cardiac morphogenesis.2013

    • Author(s)
      Inagawa M, Nakajima K, Makino T, Ogawa S, Kojima M, Ito S, Ikenishi A, Hayashi T, Schwartz RJ, Nakamura K, Obayashi T, Tachibana M, Shinkai Y, Maeda K, Miyagawa-Tomita S, Takeuchi T
    • Journal Title

      Mech Dev.

      Volume: 130 Issue: 11-12 Pages: 519-31

    • DOI

      10.1016/j.mod.2013.07.002

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  • [Presentation] イモリの心臓再生は既存の心筋細胞による補償的再生によって成立する2015

    • Author(s)
      林 利憲、土屋 絵莉、茗荷 あゆみ、竹内 隆
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸国際展示場、神戸市
    • Year and Date
      2015-12-03
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  • [Presentation] イベリアトゲイモリを用いた再生研究の展開2015

    • Author(s)
      林 利憲、竹内 隆
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ、新潟市
    • Year and Date
      2015-09-18
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  • [Presentation] イモリ研究をプラットホーム化するにはあと何が必要か?2015

    • Author(s)
      林 利憲、竹内 隆
    • Organizer
      次世代両生類研究会
    • Place of Presentation
      基礎生物学研究所、岡崎市
    • Year and Date
      2015-08-24
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  • [Presentation] イモリの「ユニークさ」をどのように活かすのか?2015

    • Author(s)
      林 利憲、竹内 隆
    • Organizer
      ユニーク動物研究会
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      基礎生物学研究所、岡崎市
    • Year and Date
      2015-08-18
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  • [Presentation] イベリアトゲイモリ導入への3つのステップ2014

    • Author(s)
      林 利憲、竹内 隆
    • Organizer
      第一回イベリアトゲイモリ研究集会
    • Place of Presentation
      鳥取大学、米子市
    • Year and Date
      2014-12-04
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  • [Presentation] イモリのcyclin D1の発現を制御するプロモーター領域のクローニングと機能解析2014

    • Author(s)
      東 翔平、松本 晃、佐藤 幸夫、竹内 隆、林 利憲
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜市
    • Year and Date
      2014-11-24
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  • [Presentation] イモリの心臓再生過程における分化した心筋細胞の寄与を解明する2014

    • Author(s)
      茗荷 あゆみ、横谷 直樹、竹内 隆、林 利憲
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜市
    • Year and Date
      2014-11-24
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イベリアトゲイモリを用いた遺伝子操作法の確立2014

    • Author(s)
      林 利憲、茗荷 あゆみ、佐久間 哲史、亀井 保博、横山 仁、山本 卓、竹内 隆
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜市
    • Year and Date
      2014-11-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Genome editing is a powerful tool for studies in newt cardiac regeneration.2014

    • Author(s)
      Hayashi, T., Sakuma, T., Myouga, A., Sakamoto, K., Yokotani, N., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Yamamoto, T., and Takeuchi, T.
    • Organizer
      日本遺伝学会大会
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学、長浜市
    • Year and Date
      2014-09-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of molecular genetic system for newts and linage tracing analyses in cardiac regenerarion.2014

    • Author(s)
      Hayashi, T., Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T.
    • Organizer
      EMBO Conference The molecular &Cellular Basis of Regeneration & Tissue Repair
    • Place of Presentation
      Sant Feliu de Guixols, Spain
    • Year and Date
      2014-09-06
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TALEN-mediated genome editing is very useful in Iberian ribbed newts (Pleurodeles waltl), an experimental model animal for regeneration.2014

    • Author(s)
      Hayashi, T., Sakamoto, K., Sakuma, T., Myouga, A., Yokotani, N., Inoue, T., Kawaguchi, E, Agata, K., Yamamoto, T., Takeuchi, T.
    • Organizer
      日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      ウィンク愛知、名古屋市
    • Year and Date
      2014-05-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular genetic system for regenerative studies using newts Iberian Ribbed Newts (Pleurodeles waltl).2014

    • Author(s)
      Hayashi, T., Yokotani, N., Matsumoto, A., Myouga, A., Sakamoto, K., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Sakuma, T., Yamamoto, T., Takeuchi, T.
    • Organizer
      CDB Symposium 2014
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市理研CDB
    • Year and Date
      2014-03-10 – 2014-03-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Linage tracing analysis of cardiomyocytes in the newt cardiac regeneration by tamoxifen-inducible Cre-loxP system.2014

    • Author(s)
      Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T., Hayashi, T.
    • Organizer
      CDB Symposium 2014
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市理研CDB
    • Year and Date
      2014-03-10 – 2014-03-12
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular mechanisms of cell proliferation in cardiomyocytes during cardiac development and regeneration.2014

    • Author(s)
      Takeuchi, T., Tane, S., Okayama, Ikenishi, A., H., Matsumoto, A., Myouga, A., Hayashi, T.
    • Organizer
      CDB Symposium 2014
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市理研CDB
    • Year and Date
      2014-03-10 – 2014-03-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] イモリの心臓再生における心筋細胞の増殖と、再生心筋組織に対する寄与2014

    • Author(s)
      林 利憲、茗荷 あゆみ、横谷 直樹、竹内 隆
    • Organizer
      日本再生医療学会
    • Place of Presentation
      京都府京都市京都国際会議場
    • Year and Date
      2014-03-04 – 2014-03-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] イモリの心臓再生過程における細胞系譜の追跡と再生心筋に対する寄与の解明2013

    • Author(s)
      茗荷あゆみ,横谷直樹,竹内隆,林利憲
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市神戸国際会議場
    • Year and Date
      2013-12-03 – 2013-12-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] TALENによるイモリのゲノム編集の可能性と、再生研究への展開2013

    • Author(s)
      林 利憲、坂本 興亮、佐久間 哲史、横谷 直樹、井上 武、川口 恵里、阿形 清和、山本 卓、 竹内 隆
    • Organizer
      ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      広島県東広島市広島大学
    • Year and Date
      2013-10-26 – 2013-10-27
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝子操作、ゲノム編集技術を用いたイモリ再生研究の展開2013

    • Author(s)
      林 利憲、茗荷 あゆみ、 横谷 直樹、 佐久間 哲史、 山本 卓、 竹内 隆
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      岡山県岡山市岡山大学
    • Year and Date
      2013-09-26 – 2013-09-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Molecular genetic system for regenerative studies using newt.2013

    • Author(s)
      Hayashi, T., Yokotani, N., Matsumoto, A., Myouga, A., Okamoto, M., Takeuchi, T
    • Organizer
      日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      島根県松江市くにびきメッセ
    • Year and Date
      2013-05-28 – 2013-05-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] What molecule triggers re-proliferation of cardiomyocytes during newt heart regeneration?2013

    • Author(s)
      Yokotani, N., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Takeuchi, T., Hayashi, T.
    • Organizer
      日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      島根県松江市くにびきメッセ
    • Year and Date
      2013-05-28 – 2013-05-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Linage tracing analysis of cardiomyocytes in the newt cardiac regeneration by tamoxifen-inducible Cre-loxP system.2013

    • Author(s)
      Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T., Hayashi, T.
    • Organizer
      日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      島根県松江市くにびきメッセ
    • Year and Date
      2013-05-28 – 2013-05-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular mechanisms of cell proliferation in cardiomyocytes during cardiac development and regeneration.2013

    • Author(s)
      Takeuchi, T., Tane, S., Okayama, Ikenishi, A., Yokotani, N., Matsumoto, A., Myouga, A., Hayashi, T.
    • Organizer
      日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      島根県松江市くにびきメッセ
    • Year and Date
      2013-05-28 – 2013-05-31
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Mutagenesis in Newts: Protocol for Iberian Ribbed Newts. In TALENs: Methods and Protocols.2015

    • Author(s)
      Hayashi, T., and Takeuchi, T.
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      Springer New York.
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] Gene Manipulation for Regenerative Studies Using the Iberian Ribbed Newt, Pleurodeles waltl.2015

    • Author(s)
      Hayashi, T., and Takeuchi, T.
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      Springer New York.
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 今すぐ始めるゲノム編集(両生類におけるTALENを用いたゲノム編集)2014

    • Author(s)
      林 利憲、坂根 祐人、竹内 隆、鈴木 賢一
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 細胞工学(再生研究の革命戦士~イベリアトゲイモリの奮闘~)2014

    • Author(s)
      林 利憲、竹内 隆
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      秀潤社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 実験医学(種間による自律的な心臓再生能力の違いは何によって決まるのか?)2014

    • Author(s)
      竹内隆、林 利憲
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2018-03-28  

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