2017 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
16H06170
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
戎家 美紀 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, ユニットリーダー (00544933)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 器官形成 / 頂端収縮 / 組織形成 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、組織の変形を人工的に操作・再構成することを目指す。まず第１段階として、光照射依存的に頂端収縮を起こし個々の細胞を変形させる分子ツールを開発する。次に第２段階として、開発した手法を用いて３次元組織において集団的に頂端収縮を誘導し、組織の陥入や突出といった変形を作る。現在までに、いくつかの分子ツールを作製し、MDCK細胞上で効果を試してきた。とりわけ、Shroom3の発現を光活性化転写因子で誘導することで、個々の細胞の頂端収縮を光照射依存的に起こすことに成功した。さらに軟らかいゲル上に形成したMDCK細胞シートにおいて、領域特異的に光を照射し頂端収縮を誘導したところ、細胞シートが変形し小さな陥入ができる様子が観察できた。研究予算に関しては、計画通り、研究費のほとんどを本プロジェクトを実際に行っている研究員の人件費として支出した。以上のように、研究はおおむね計画通り順調に進行している。今後は、現在の手法の時空間精度を高めるべく分子ツールを改変する、起こせる組織変形を大きくするべく細胞シートやゲルなどを工夫する、といった改良を行っていく予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の計画は、１．光依存的に頂端収縮を起こす分子ツールの開発、２．開発したツールを用いて組織変形を誘導、という２段階になっている。分子ツールに関しては、昨年度までに２種類の機能的なツールを作製できた。一つは、ROCKの制御因子として知られるShroom3の発現を、光活性化転写因子を用いて誘導するもので、もう一つは、光依存的なタンパク質間結合を用いて、Actin-Myosinの制御因子であるROCKの局在を制御するものである。どちらのツールも光照射依存的に頂端収縮を起こすことができたが、効果はShroom3の方が大きいことがわかった。さらに、軟らかいゲル上にMDCK細胞シートを形成させ、その一部を光照射して頂端収縮を起こしたところ、光照射領域の方向に細胞が移動するような動きが見られ、光照射領域の細胞シートが少し陥入する様子が観察できた。よって、計画１．２．ともにおおむね順調に進んでいると言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
頂端収縮を起こす能力という点で、ROCKの局在制御よりもShroom3の発現制御を用いたツールの方が優れているため、今後はShroom3により注力する。ただし、光活性化転写因子を用いたこの方法では、遺伝子発現に時間がかかり時空間の解像度がどうしても悪くなるため、新たなツールの開発・改良も続ける。また、細胞シートの変形を大きくするため、ゲルの種類や硬さなどを検討する。
|
