2014 Fiscal Year Annual Research Report
シリア・中心体系を介する情報フローによる体の左右の決定
| Project Area | Cilium-centrosome system regulating biosignal flows |
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| Project/Area Number |
24113004
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
濱田 博司 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00208589)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 発現制御 / 発生・分化 / 左右非対称性 / 繊毛 / 水流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) ノード細胞へ前後の極性を与えている位置情報の実体：ノードの前側で非対称に発現する、Sfrp (Wnt5a/5bのinhibitorとして働く)の役割を調べた。Sfrp1/2/5すべてを欠損するマウス胚では、基底小体の位置が全くランダムに変化し、本来ならノード細胞の前側に局在すべきVangl1タンパクの局在もランダムになり，水流の方向も乱れていた。従ってノードの尾側で発現するWnt5a/5bと、反対方向で発現するSfrpが協力して、ノード細胞に極性を与えていることが判った。
2) ノードの繊毛が時計方向に回転する仕組み：繊毛の中心部に存在するradial spokeという構造の役割を調べるために、その構成蛋白質であるRsph4a、Rsph9を欠損するマウスを作成した。
3) 動かない繊毛が水流を感知する機構：Ca2+を感知するセンサー蛋白質（GCaMP6など）を、ノード脇の動かない繊毛にターゲットしたトランスジェニックマウスを用いて，水流に依存して動かない繊毛に入力するCa2+を観察することに成功した。
4) シリア形成・中心体複製における、Qilin(Cluap1)の役割：Qilin(Cluap1)を欠損すると，r-Tubulin複合体が細胞質で異所的に形成されることが判った。また繊毛が形成される際に、この蛋白質は特殊な合成～運搬経路をたどることを示唆するデータを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
『動かない繊毛が水流を感知する機構』については、すべての（約200本）ノード不動繊毛を介するCa2+を、経時的に迅速に観察する顕微鏡システムの構築に苦労したが，目的に合致する装置がH26年度末に出来上がった。一方で，繊毛形成時のQilin(Cluap1)蛋白質が、予想外の不思議な挙動をとることが判り，今後に大きな展開を見せる可能性を見せた。残りのプロジェクトは、大きな問題なく順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) ノード細胞へ前後の極性を与えている位置情報の実体：Wnt5a/5b活性の前＜後という勾配が、ノード細胞を極性化していることを検証する。種々の遺伝学的な手法を用いて、この勾配を攪乱したときの、基底小体の位置に与える効果を調べる。
2) ノードの繊毛が時計方向に回転する仕組み：radial spokeの構成蛋白質であるRsph4a、Rsph9を欠損するマウスにおける、種々の繊毛（ノード、気道、脳室、精子など）の運動性と運動パターンを調べる。
3) 動かない繊毛が水流を感知する機構：Ca2+センサー蛋白質（GCaMP6など）が不動繊毛に局在するトランスジェニックマウスを用いて，Ca2+が入力する機構を調べる。とくに、水流が生じる機械的な力に反応している可能性を研究する。
4) シリア形成・中心体複製における、Cluap1の役割：Cluap1を欠損した時にr-Tubulin複合体が異所的に形成される機構を明らかにする。また繊毛形成時における、Qilin蛋白質の合成～運搬経路を明らかにする。
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[Journal Article] Self-regulated left-right asymmetric expression of Pitx2c in the developing limb.2014
Author(s)
Shiratori, H., Yashiro, Iwai, N., Oki, S., Ikawa, Y., Kanata, K., and Hamada, H.
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Journal Title
Dev. Biol.
Volume: 395
Pages: 331-341
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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