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外胚葉細胞群の形・張力の協調的な経時変化が初期胚の神経領域規定に果たす役割

Publicly Offered Research

Project AreaFrom molecules, cells to organs : trans-hierarchical logic for higher-order pattern and structures
Project/Area Number 25127704
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 University of Tokyo

Principal Investigator

道上 達男  東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (10282724)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords神経表皮境界 / 細胞張力 / 細胞形状 / プラコード / 神経領域規定
Outline of Annual Research Achievements

(1)胚における細胞張力の実測の試み
FRETプローブを用いた張力実測系の開発を行った。まず、GlashoffらのプローブをXenopus injection用に改変し、これを胚に注入した。しかし、明瞭なFRET光を検出することが出来なかった。そこで、別の張力プローブを用意した。具体的には、N末端・C末端を分割したアクチニンと二種の蛍光タンパク質、更には両者を連結するリンカータンパク質からなる融合タンパク質をコードしている。これをツメガエル胚に注入し、胚内でFRETを検出できるかどうかを検討した。その結果、ツメガエルの原腸胚から神経胚期にかけてFRET光を観察することができ、更に、膜局在性GFPの蛍光パターンとは異なり、張力が発生していると思われる膜部分でFRET光が弱くなるという画像を取得することが可能となった。本プローブについては、別途研究により、培養細胞でもバリデーションを行い、期待される効果を確認している。本結果は、他の既存のプローブが必ずしも適切に機能しない中、本プローブが研究に適用できることを実際に示したものであり、当該課題における今年度の大きな進展である。

(2)神経領域境界の規定に関わるPRDM12遺伝子の機能解析
本年度は、当初予定以外に、神経領域境界の規定機構に関して別アプローチからの研究を進展させるため、神経領域境界に位置する口蓋プラコードの形成に関わるエピゲノム因子PRDM12の機能解析を行った。PRDM12の過剰発現により、プラコードに隣接する神経堤形成の阻害、ノックダウンにより拡大がそれぞれ観察され、さらにはChIP解析から神経堤遺伝子の調節に関わることが明らかになった。本遺伝子の機能解析結果は、神経外胚葉由来領域である神経堤と、表皮外胚葉由来であると考えられているプラコードの境界の明瞭化にエピゲノム機構が重要な役割を果たすことを示している。

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

    (17 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] ranscriptional regulator PRDM12 is essential for human pain perception.2015

    • Author(s)
      Chen YC, Auer-Grumbach M, Matsukawa S, et al.
    • Journal Title

      Nat. Gen.

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The requirement of histone modification by PRDM12 and Kdm4a for the development of pre-placodal ectoderm and neural crest in Xenopus2015

    • Author(s)
      Shinya Matsukawa, Kyoko Miwata, Makoto Asashima, Tatsuo Michiue
    • Journal Title

      Developmental Biology

      Volume: 399 Issue: 1 Pages: 164

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2014.12.028

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Sirtuin inhibitor Ex-527 causes neural tube defects, ventral edema formations, and gastrointestinal malformations in Xenopus laevis embryos.2014

    • Author(s)
      Yoshihisa Ohata, Shinya Matsukawa, Yuki Moriyama, Tatsuo Michiue, Kenta Morimoto, Yuka Sato, Hiroki Kuroda
    • Journal Title

      Development, Growth & Differentiation

      Volume: 56 Issue: 6 Pages: 460-468

    • DOI

      10.1111/dgd.12145

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Quantitative analysis of cell arrangement indicates the early differentiation of neural region during Xenopus gastrulation.2014

    • Author(s)
      Yamashita S, Michiue T
    • Journal Title

      J Theor. Biol.

      Volume: 346 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2013.12.029

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Xnr3 affects brain patterning via cell migration in the neural-epidermal tissue boundary during early Xenopus embryogenesis.2014

    • Author(s)
      Mariko Morita
    • Journal Title

      The International Journal of Developmental Biology

      Volume: 57 Issue: 9-10 Pages: 779

    • DOI

      10.1387/ijdb.130161tm

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hippo signaling components, Mst1 and Mst2, act as a switch between self-renewal and differentiation in xenopus hematopoietic and endothelial progenitors2013

    • Author(s)
      Nejigane S, Takahashi S, Haramoto Y, Michiue T, Asashima M
    • Journal Title

      Int J Dev Biol

      Volume: 57 Issue: 5 Pages: 407

    • DOI

      10.1387/ijdb.130010st

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ツメガエルにおけるヒストン修飾依存的な転写制御による予定プラコード・神経堤の境界形成機構の解明2014

    • Author(s)
      松川 晋也
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Wnt/BMPシグナルの制御によるプラコード誘導系を用いた新規プラコード関連遺伝子の探索2014

    • Author(s)
      渡邊 朋子
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Modeling the redistribution cascade of Planar cell polarity that propagates without attenuation2014

    • Author(s)
      山下 慧
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] The role of xRhoGEF3 in convergent extension movement of Xenopus embryo.2014

    • Author(s)
      Michiue T
    • Organizer
      15th international Xenopus conference
    • Place of Presentation
      Asilomar CA, USA
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Pre-placodal ectoderm and neural crtest patterning: requirement for histone modification by PRDM12 and Kdm4a.2014

    • Author(s)
      Matsukawa S
    • Organizer
      15th international Xenopus conference
    • Place of Presentation
      Asilomar CA, USA
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Modeling redistribution cascade of planar cell polarity that propagates without attenuation.2014

    • Author(s)
      Yamashita S
    • Organizer
      Society for Developmental Biology 73rd Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Seattle WA, USA
    • Year and Date
      2014-07-17 – 2014-07-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] PRDM12 is required for the regionalization of the Xenopus trigeminal placode.2013

    • Author(s)
      Matsukawa S, Michiue T.
    • Organizer
      第46回日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of novel genes involved with mesoderm formation by the analysis of nanog-responsive genes in Xenopus.2013

    • Author(s)
      Ishii K, Miyazaki A, Matsukawa S, Ito Y, Onuma Y, Michiue T.
    • Organizer
      第46回日本発生生物学会
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 初期胚において神経―表皮境界を規定する新しいメカニズムの解析2013

    • Author(s)
      山下 慧、森田 真梨子、松川 晋也、道上 達男
    • Organizer
      第84回 日本動物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] PRDM12, histone methyltransferase factor is required for the regionalization of the trigeminal placode in Xenopus laevis.2013

    • Author(s)
      Matsukawa S, Michiue T.
    • Organizer
      17th International Congress of Developmental Biology,
    • Place of Presentation
      Cancun Convention Center (Cancun, Mexico)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative analysis of cell arrangement indicates the early differentiation of neural region during Xenopus 36 gastrulation.2013

    • Author(s)
      Yamashita S, Michiue T.
    • Organizer
      17th International Congress of Developmental Biology,
    • Place of Presentation
      Cancun Convention Center (Cancun, Mexico)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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

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