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多光子顕微鏡を用いた細胞軌道計測による四肢発生再生時の組織伸長メカニズムの解明

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular mechanisms underlying reconstruction of 3D structers during regeneration
Project/Area Number 25124709
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 InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

森下 喜弘  独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究ユニットリーダー (00404062)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2014: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords発生動態 / 理論生物
Outline of Annual Research Achievements

(1)「脊椎動物の四肢発生・再生過程において組織が一方向的に伸長するメカニズムを解明する」ために、初年度において、ニワトリ四肢の発生過程において、細胞分裂方向の時空間パタンと分裂前後の細胞軌道解析を行い、分裂方向の非対称性や細胞間の再配置を確認した。本年度は、これらの非対称性を生み出す分子的メカニズムを調べるため、FGFやWNT等の代表的なモルフォゲンシグナルに対する応答、マイクロアレイ解析より得られた遠近軸方向に沿って発現の差のある遺伝子と細胞動態の非対称性の対応関係の解析を行ってきた。非対称性と関連する因子は少しずつ明らかになってきたが、形態そのものに決定的に影響を与えているかについては、今後より詳細な解析が必要とされる段階である。
(2)本年度は、両生類における四肢再生メカニズムを理解するために、アフリカツメガエルを用いた四肢発生系・再生系における組織変形動態解析を行った。発生過程に関しては変形動態の定量解析は完了し、現在再生過程においてのデータ取得と解析を行っている。今後、得られた結果をもとに、発生過程と再生過程での変形動態の共通点と違いを解析することで、器官固有の形態決定メカニズムの解明を目指す。
(3)ニワトリ四肢発生過程における組織変形動態の定量解析に関して、専門誌に採択された。この研究によって、変形特徴量の時空間パタンが定量的に明らかになった。また異方的な組織の伸長は細胞増殖に依存しないこと、四肢外形の決定の大きな因子になっていることが明らかとなった。
Morishita, Kuroiwa, and Suzuki, "Quantitative analysis oftissue deformation dynamics reveals three characteristic growth modes and globally-aligned anisotropic tissue deformation during chick limb development", Development, 142: 1672-1683, 2015

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26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

    (5 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Quantitative analysis of tissue deformation dynamics reveals threecharacteristic growth modes and globally aligned anisotropictissue deformation during chick limb developm2015

    • Author(s)
      Y. Morishita*, A. Kuroiwa, T. Suzuki*
    • Journal Title

      Development

      Volume: in press Pages: 1672-1683

    • DOI

      10.1242/dev.109728

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Bayesian inference of whole-organ deformation dynamics from limited space-time point data2014

    • Author(s)
      Y. Morishita and T. Suzuki
    • Journal Title

      J Theor Biol

      Volume: 357 Pages: 74-85

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2014.04.027

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Bayesian inference of tissue deformation dynamics from limited space-time point data2014

    • Author(s)
      Yoshihiro Morishita
    • Organizer
      2014 Joint Annual Meeting of The Japanese Society for Mathematical Biology and The Society for Mathematical Biology
    • Place of Presentation
      Osaka International Convention Center
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative analysis of tissue deformation dynamics during vertebrate limb development2013

    • Author(s)
      Yoshihiro Morishita
    • Organizer
      NOLTA2013
    • Place of Presentation
      Santa Fe, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 発生幾何研究ユニット ホームページ

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/jp/02_research/0207_strategic04.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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