Study on regulation of FGF signaling during planarian regeneration

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K07376
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 梅園 良彦 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (20391881)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: FGFシグナル / 再生 / プラナリア

Outline of Annual Research Achievements

プラナリアは分化多能性幹細胞を用いて、失われたすべての組織・器官を再生することができる。線維芽細胞増殖因子(FGF)は、細胞の増殖、分化および移動など様々な働きをもつ分泌性タンパク質である。FGFは拡散し、細胞質内にキナーゼドメインをもつ膜貫通型FGF受容体(FGFR)を介して標的細胞にシグナルを伝達する。申請者は、プラナリア種（ナミウズムシ）をモデルとして、世界で初めてプラナリアfgf遺伝子の同定に成功し、nou-darake (ndk) 遺伝子を代表とするキナーゼドメインをもたない偽FGF受容体遺伝子群の多様化とFGFリガンドとの関係性を明らかにすることで、生物進化におけるFGF活性調節の新たなゲノム戦略を理解することを目指した。
方法論としては、アフリカツメガエル胚を活用し、アフリカツメガエル FGFR のIgドメインをプラナリアFGFR（DjFGFRs)、NDKおよびNDKファミリーのIgドメインで入れ換えたキメラ受容体をコードするmRNAおよびDjfgf mRNAをアフリカツメガエル受精卵に顕微注入し、アニマルキャップを用いてアフリカツメガエルFGFシグナル経路の標的遺伝子であるXbraの発現誘導能を定量RT-PCR法で解析することによって、DjFGFRsなどのIgドメインにDjFGFが結合できるかどうかを調べた。
結果としては、１キメラ受容体を除き、NDKキメラ受容体も含め安定的なデータを得ることができなかったため（カエルごとに結果が異なる）、さらなる実験系の改善が今後の課題となった。また、最終年度は、ヘパリンゲルビーズを担体とした分泌性タンパク質の機能獲得型実験系の確立のために、プラナリア生体へのビーズ移植法の開発に成功した。