2016 Fiscal Year Annual Research Report
Building new foundation for biological sciences based on transposon-mediated gene trapping
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15H02370
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Research Institution | National Institute of Genetics |
Principal Investigator |
川上 浩一 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 教授 (70195048)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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Keywords | ゲノム / 遺伝学 / 遺伝子 / 神経科学 / 発生・分化 / ゼブラフィッシュ / 遺伝子トラップ |
Outline of Annual Research Achievements |
(1)ゼブラフィッシュにおいて、Tol2トランスポゾンを用いた遺伝子トラップスクリーニングを実施し、細胞・組織・器官特異的に改変型酵母転写因子Gal4FFを発現するトランスジェニックフィッシュを新規に100系統作製した。 サザンブロッティング、インバースPCRによりこれらにおけるTol2挿入部位近傍のゲノムDNAの解析を行い、挿入部位を決定した。それら発現情報、遺伝子情報を とりこんだデータベースの整備を行った。 (2)Gal4FF発現トランスジェニックフィッシュを活用し、以下のことを明らかにした。トリコサンのアッセイシステムを確立(Tse博士らとの共同研究)。筋障害修復の過程で働くRax7陽性幹細胞を同定(Hughes博士ら)。細胞骨格を可視化するトランスジェニックフィッシュの開発(伊藤博士ら)。ニューレグリンの説普段を可視化(瀬原博士ら)。ヒレ再生におけるfgfシグナリングの役割の解明(川上厚志博士ら)。網膜における神経活動の波の発生メカニズムを解明(Du博士ら)。腸管神経細胞の移動メカニズムの解明(Heanue博士ら)。運動性繊毛の作り出す流れが嗅覚に重要であることを解明(Yaksi博士ら)。手綱核の視覚に依存する行動における役割を解明(Du博士ら)。GGGGCCリピートの蛋白質レベルでの毒性を証明(Schmid博士ら)。E3ユビキチンリガーぜASB2が心筋細胞の成熟に重要であることを解明(Stainier博士ら)。ヒレ再生過程における炎症の解消の重要性を解明(川上厚志博士ら)。 (3)これらのGal4FF発現トランスジェニックフィッシュは機能的神経回路の研究に有効に活用するために、ボツリヌス毒素遺伝子を用いてGal4FF発現神経細胞の機能を効率良く阻害することができるシステムの開発に成功した(Curr Biol 2016)。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
(1)ゼブラフィッシュにおいて、Tol2トランスポゾンを用いた遺伝子トラップスクリーニングを実施し、細胞・組織・器官特異的に改変型酵母転写因子Gal4FFを発現するトランスジェニックフィッシュを新規に100系統作製づることができた。 (2)平成28年度の研究において、Gal4FF発現トランスジェニックフィッシュを活用し、以下の共同研究を含む英文原著論文14報、総説1報、方法論を述べた著書3報を出版することができた。トリコサンのアッセイシステムを確立(Tse博士らと共著)。筋障害修復の過程で働くRax7陽性幹細胞を同定(Hughes博士ら)。細胞骨格を可視化するトランスジェニックフィッシュの開発(伊藤博士ら)。ニューレグリンの説普段を可視化(瀬原博士ら)。ヒレ再生におけるfgfシグナリングの役割の解明(川上厚志博士ら)。網膜における神経活動の波の発生メカニズムを解明(Du博士ら)。腸管神経細胞の移動メカニズムの解明(Heanue博士ら)。運動性繊毛の作り出す流れが嗅覚に重要であることを解明(Yaksi博士ら)。手綱核の視覚に依存する行動における役割を解明(Du博士ら)。GGGGCCリピートの蛋白質レベルでの毒性を証明(Schmid博士ら)。E3ユビキチンリガーぜASB2が心筋細胞の成熟に重要であることを解明(Stainier博士ら)。ヒレ再生過程における炎症の解消の重要性を解明(川上厚志博士ら)。 (3)ボツリヌス毒素遺伝子を用いて、非常に効率良くGal4FF発現神経細胞の機能を阻害するシステムの開発に成功し、論文を出版することができた(Curr Biol 2016)。
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Strategy for Future Research Activity |
平成28年度の研究を継続して発展させる。
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Research Products
(32 results)
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[Journal Article] A novel zebrafish ret heterozygous model of Hirschsprung disease identifies a functional role for mapk10 as a modifier of enteric nervous system phenotype severity2017
Author(s)
Heanue, T.A., Boesmans, W., Bell, D.M., Kawakami, K., Vanden Berghe, P., and Pachnis, V.
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Journal Title
PLoS Genetics
Volume: 12
Pages: e1006439
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Motile-cilia-mediated flow improves sensitivity and temporal resolution of olfactory computations2017
Author(s)
Reiten, I., Emre Uslu, F., Fore, S., Pelgrims, R., Ringers, C., Diaz Verdugo, C., Hoffman, M., Lal, P., Kawakami, K., Pekkan, K., Yaksi, E., and Jurisch-Yaksi, N.
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Journal Title
Current Biology
Volume: 27
Pages: 166-174
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Glycine-alanine dipeptide repeat protein contributes to toxicity in a zebrafish model of C9orf72 associated neurodegeneration2017
Author(s)
Ohki, Y., Wenninger-Weinzierl, A., Hruscha, A., Asakawa, K., Kawakami, K., Haass, C., Edbauer, D., and Schmid, B.
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Journal Title
Molecular Neurodegeneration
Volume: 12
Pages: 6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Proteolysis regulates cardiomyocyte maturation and tissue integration2017
Author(s)
Fukuda, R., Gunawan, F., Beisaw, A., Jimenez-Amilburu, V., Maischein, H.-M., Kostin, S., Kawakami, K., and Stainier, D.Y.R.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 8
Pages: 14495
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Transient inflammatory response mediated by interleukin-1β is required for proper regeneration in zebrafish fin fold2017
Author(s)
Hasegawa, T., Hall, C.J., Crosier, P.H., Abe, G., Kawakami, K., Kudo, A., and Kawakami, A.
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Journal Title
eLife
Volume: 6
Pages: e22716
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Cellular dynamics of regeneration reveals role of two distinct Pax7 stem cell populations in larval zebrafish muscle repair2016
Author(s)
Pipalia, T.G., Koth, J., Roy, S.D., Hammond, C.L., Kawakami, K., and Hughes, S.M.
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Journal Title
Disease Models and Mechanisms
Volume: 9
Pages: 671-684
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Gal4 driver transgenic zebrafish: powerful tools to study developmental biology, organogenesis, and neuroscience2016
Author(s)
Kawakami, K., Asakawa, K., Hibi, M., Itoh, M., Muto, A., and Wada, H.
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Journal Title
Advances in Genetics
Volume: 95
Pages: 65-87
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Visualization of Neuregulin 1 ectodomain shedding reveals its local processing in vitro and in vivo2016
Author(s)
Kamezaki, A., Sato, F., Aoki, K., Asakawa, K., Kawakami, K., Matsuzaki, F., and Sehara-Fujisawa, A.
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Journal Title
Scientific reports
Volume: 6
Pages: 28873
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Fgf signalling controls diverse aspects of fin regeneration2016
Author(s)
Shibata, E., Yokota, Y., Horita, N., Kudo, A., Abe, G., Kawakami, K., and Kawakami, A.
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Journal Title
Development
Volume: 143
Pages: 2920-2929
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Optimization of a neurotoxin to investigate the contribution of excitatory interneurons to speed modulation in vivo2016
Author(s)
Sternberg, J.R., Severi, K.E., Fidelin, K., Gomez, J., Ihara, H., Alcheikh, Y., Hubbard, J. M., Kawakami, K., Suster, M., and Wyatt, C.
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Journal Title
Current Biology
Volume: 17
Pages: 2319-2328
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Calcium dysregulation contributes to neurodegeneration in FTLD patient iPSC-derived neurons.2016
Author(s)
Imamura, K., Sahara, N., Kanaan, N. M., Tsukita, K., Kondo, T., Kutoku, Y., Ohsawa, Y., Sunada, Y., Kawakami, K., Hotta, A., Yawata, S., Watanabe, D., Hasegawa, M., Trojanowski, J. Q., Lee, V. M.-Y., Suhara, T., Higuchi, M., and Inoue, H.
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Journal Title
Scientific reports
Volume: 6
Pages: 34904
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Fluorescence-activated cell sorting and gene expression profiling of GFP-positive cells from transgenic zebrafish lines2016
Author(s)
Tanabe, H., Seki, M., Itoh, M., Deepak, A., Lal, P., Horiuchi, T., Suzuki, Y., and Kawakami, K.
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Journal Title
Methods in Molecular Biology
Volume: 1451
Pages: 93-106
DOI
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[Journal Article] Tol2-mediated transgenesis, gene trapping, enhancer trapping, and Gal4-UAS system2016
Author(s)
Kawakami, K., Asakawa, K., Muto, A., and Wada, H.
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Journal Title
Methods in Cell Biology
Volume: 135
Pages: 19-37
DOI
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