2017 Fiscal Year Annual Research Report
四肢再生と皮膚の完全再生を可能にしている共通原理の解明
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16H04790
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
横山 仁 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (90455816)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 発生・分化 / 細胞・組織 / 動物 / 器官再生 / 発現制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では I.形態再生に関わる遺伝子群の特定 II.再生芽細胞の形成に関わる遺伝子群の特定 III.器官再生を制御する遺伝子群の機能の実証 の３つの研究をツメガエルを対象にして行う。項目「I」「II」においてRNA-seqによってそれぞれ目的とする遺伝子群を特定したうえで、項目「III」ではIR-LEGOなどの局所的な遺伝子発現の操作技術を駆使して、特定した遺伝子群を成体の四肢や皮膚で発現させ、その再生能力を回復させることによって機能を実証する。
I.形態再生に関わる遺伝子群の特定 RNA-seqの実施のためにネッタイツメガエルの幼生と成体の四肢サンプルからtotal RNAを抽出するのと並行して、ネッタイツメガエルの四肢再生の能力を再度確認し、アフリカツメガエルと同じステージで再生能力が低下することを確かめた。さらに代表的な遺伝子に対して、in situハイブリダイゼーションによる発現解析が問題なく実施できることを確認した。
II.再生芽細胞の形成に関わる遺伝子群の特定 アフリカツメガエルの再生中の皮膚からRNA-seqのためのtotal RNAを抽出する実験の条件検討を行った。さらに皮膚再生と四肢再生の共通性を裏付けるために、皮膚再生と四肢再生のそれぞれにおいてTGF-βシグナル経路を薬剤で阻害する実験を行い、どちらの再生も阻害されることを明らかにした。
III.器官再生を制御する遺伝子群の機能の実証 遺伝子発現の精密な操作の準備として、アフリカツメガエルにおける1細胞レベルでの発現誘導の実験条件を詳細に検討した。さらにshhをアフリカツメガエルの肢芽の前側で局所的に発現させることで過剰肢が形成されることを明らかにした。
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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
II.再生芽細胞の形成に関わる遺伝子群の特定 で予定していた皮膚再生を対象にしたRNA-seqの実施がやや遅れているが、III.器官再生を制御する遺伝子群の機能の実証 では予想以上に精密な局所的な遺伝子発現操作ができるようになり、1細胞レベルでの発現操作の条件を論文として発表することができた。以上のような状況を総合して、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
皮膚再生を対象にしたRNA-seqについては、以前に皮膚再生を対象に行った定量的PCRの結果と照らし合わせながら、質の高いtotal RNAの抽出がきちんと行えていることを確認しつつ進める予定である。局所的な遺伝子発現の操作技術についてはshhの発現操作で得られた結果をさらに確認するとともに、lmx1などの他の遺伝子でも発現操作を行い、局所的な発現操作の技術をさらに洗練させていく予定である。
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