哺乳類の気道繊毛細胞がジオラマ環境変動に応答する際の原生知能の解明

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Advanced mechanics of cell behavior shapes formal algorithm of protozoan smartness awoken in giorama conditions.
• Project/Area Number: 21H05307
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 篠原 恭介 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20527387)
• Project Period (FY): 2021-09-10 – 2026-03-31
• Keywords: 気道繊毛 / 新型コロナウイルス / 細胞骨格 / 精子 / ミドリムシ

Outline of Annual Research Achievements

R3年度から本プロジェクトを開始し次の5つの項目について研究を行った。
[1] マウス気道繊毛細胞と新型コロナウイルスの感染の関係性の解析：R3年度は新型コロナウイルスに対し感染が成立するマウスの準備を実施した。新型コロナウイルスの受容体であるヒトACE2遺伝子を発現する遺伝子組み換えマウスを他研究機関からの導入するため、学内外の実験許可に係る申請を進めた。
[2] マウス気道繊毛細胞の損傷を回復する因子の解析:代表者のグループで同定したアクチン繊維関連因子の詳しい細胞機能の解析を実施した。特殊光学系を用いた共同研究実験を実施した結果、この因子が気道繊毛細胞が外部環境から受ける損傷を回復する役割を担う可能性がある事が分かった。
[3] マウス気道繊毛細胞の成熟化を担う因子の解析:代表者のグループではマウス気道繊毛細胞に発現する微小管関連因子の役割を調べている。R3年度はマウス気道繊毛細胞に特徴的な分子マーカーの免疫染色と1細胞レベルでのトランスクリプトーム解析を実施した。結果、この因子は繊毛細胞の成熟化を担う可能性が示唆された。
[4] ウニ精子の流れの反応性に解析:これまでの動物精子の研究において、哺乳類の精子は卵管内の流れに逆行する走流性という性質を持つ事が知られているが、哺乳類以外の動物精子ではそのような性質は報告されていない。代表者は流れが存在する海中で受精する動物精子も流れに対する反応性を持つ、という仮説をたてウニ精子の性質を調べた。ウニ精子に自然環境を模倣した流れを処理した結果、流れに対し反応性を持つ事が示唆された。
[5] ミドリムシのすじりもじり運動の発現条件の解析：ミドリムシは鞭毛を利用して泳ぐ運動と細胞を変形させて移動するすじりもじり運動の2つのモードの運動様式を持つ。R3年度はすじりもじり運動の発現条件を自然環境の模倣を意識した条件下で調べた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

項目[1]マウス気道繊毛細胞と新型コロナウイルスの感染の関係性の解析において、新型コロナウイルスに対し感染が成立するヒト化マウス（ヒトACE2遺伝子組み換えマウス）の導入のため文部科学大臣確認実験の申請を進めている。先行事例から当初は4ヶ月程度での完了を予測していたが、予測を超えた期間を審査に要している。

Strategy for Future Research Activity

項目[1]マウス気道繊毛細胞と新型コロナウイルスの感染の関係性の解析について、大臣確認実験の申請書の準備体制（書類細部にフォーマットおよび用語の確認）のを見直し早急に実験許可を得られるよう努める。また、許可が下りた後に速やかに、申請書内で記載した気道繊毛運動不全を示す変異マウスとの交配を開始できるように繁殖により変異マウスの数を十分増やしておく準備を実施する。