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2019 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

Research Project

Project/Area Number 16H04790
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

横山 仁  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (90455816)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords発生・分化 / 細胞・組織 / 動物 / 器官再生 / 発現制御
Outline of Annual Research Achievements

本研究では I.形態形成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つの項目をツメガエルを対象にして行った。
I.形態再生に関わる遺伝子の特定 ネッタイツメガエルにおいて、再生能力が高い幼生と低い成体との間で比較して、幼生の四肢再生で特異的に発現量が多い遺伝子をリストアップした。さらにこれら遺伝子が特定の組織で発現することを確認するとともに、公開されているイベリアトゲイモリのデータを参照して、イモリの四肢再生でも発現量増加が示唆される遺伝子を見つけた。
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において四肢再生と皮膚再生の両方で共通して発現量が増加する遺伝子をリストアップした。これまでの研究で四肢と皮膚の両方の再生で共通して発現量が増加し、再生芽マーカーとされてきたprrx1(prx1)遺伝子の他に、両方の再生で共通して発現量が増加する遺伝子が多数あることを示した。さらにツメガエルでは皮下の組織が皮膚再生に寄与することを以前に報告したが、この皮下の組織の細胞を赤外レーザーを利用した遺伝子発現誘導により標識することに成功した。
III.器官再生を制御する遺伝子群の機能の実証 前後軸形成に関わるshh、背腹軸形成に関わるlmx1bについて、再生中または発生中の四肢に対する発現操作を行った。shhについては発現量が多いほどパターン形成への影響が大きいことを示した。またlmx1bについても発現操作により四肢の形態形成に変化が生じることを確認した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

横山仁 准教授 ‐ 弘前大学農学生命科学部

  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Chromatin dynamics underlying the precise regeneration of a vertebrate limb - Epigenetic regulation and cellular memory2020

    • Author(s)
      Hayashi Shinichi、Tamura Koji、Yokoyama Hitoshi
    • Journal Title

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      Volume: 97 Pages: 16~25

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2019.04.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Insights regarding skin regeneration in non-amniote vertebrates: Skin regeneration without scar formation and potential step-up to a higher level of regeneration2020

    • Author(s)
      Abe Gembu、Hayashi Toshinori、Yoshida Keigo、Yoshida Takafumi、Kudoh Hidehiro、Sakamoto Joe、Konishi Ayumi、Kamei Yasuhiro、Takeuchi Takashi、Tamura Koji、Yokoyama Hitoshi
    • Journal Title

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      Volume: 100 Pages: 109~121

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2019.11.014

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Amphibian model animals for life science with special reference to skin regeneration2021

    • Author(s)
      Hitoshi Yokoyama
    • Organizer
      Workshop for Agriculture and Life Science Study in Hirosaki University 2021(オンライン)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Activation process of limb-specific distal enhancer (MFCS1) of shh (sonic hedgehog) in developing and regenerating limb of Xenopus laevis2021

    • Author(s)
      Reimi Tada, Takuya Higashidate, Shoma Ishikawa, Akane Kawaguchi, Nayuta Yakushiji, Haruki Ochi, Hajime Ogino, Koji Tamura, Hitoshi Yokoyama
    • Organizer
      Workshop for Agriculture and Life Science Study in Hirosaki University 2021(オンライン)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ツメガエルの四肢再生から探る、器官の再生能力の差を生む原因 -両生類の再生研究の近代化に向けての試行錯誤- シンポジウム テクノロジーが切り開く「シン・再生研究」2020

    • Author(s)
      横山仁
    • Organizer
      日本動物学会 第91回大会(オンライン)
    • Invited
  • [Presentation] Local induction of shh expression alters limb development and regeneration in Xenopus laevis2019

    • Author(s)
      Riho Hasugata, Takuya Kobayashi, Haruki Ochi, Koji Tamura, Hitoshi Yokoyama
    • Organizer
      日本発生生物学会 第52回大会
  • [Presentation] 器官再生を実現する手がかりをXenopusから探る -異分野との融合は本当に可能か?2019

    • Author(s)
      横山仁
    • Organizer
      第2回再生学異分野融合研究会
    • Invited
  • [Presentation] ツメガエルにおけるShhの四肢特異的遠位エンハンサー・MFCS1の活性化プロセスの解析 ―発生と再生での比較―2019

    • Author(s)
      多田玲美,東館拓也,石川奨馬,川口茜,薬師寺那由他,越智陽城,荻野肇,田村宏治,横山仁
    • Organizer
      第2回再生学異分野融合研究会
  • [Presentation] Hippoシグナル経路に関わる転写因子、Teadの機能活性化とツメガエルの四肢再生能力との関連2019

    • Author(s)
      成澤勇斗,林真一,越智陽城,蓮潟里帆,嶋田侑莉,田村宏冶,横山仁
    • Organizer
      第2回再生学異分野融合研究会
  • [Presentation] アフリカツメガエルの四肢再生における背腹軸形成機構の解析2019

    • Author(s)
      嶋田侑莉,越智陽城,横山仁
    • Organizer
      日本動物学会 第90回大会
  • [Remarks]

    • URL

      http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/hitoshi-yokoyama/

URL: 

Published: 2021-12-27  

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