2017 Fiscal Year Annual Research Report
Generation of complex and elaborate patterns with invariant cell lineages during trunk oikoplastic epidermis development of appendicularians
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16K14735
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西田 宏記 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60192689)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小沼 健 大阪大学, 理学研究科, 助教 (30632103)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 胚発生 / 形態形成 / パターン形成 / 表皮 / オタマボヤ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ワカレオタマボヤ体幹部の表皮は、単層上皮であり、左右鏡像対称で個体差のない、かつ規則性に乏しい複雑な二次元のパターンを持ち、部域ごとに細胞や核の大きさが異なる。また、このパターンには細胞レベルで個体差がない。摂餌フィルターを分泌するためにこの複雑なパターンが必須であり、生存のためにも表皮のパターニングは重要である。このパターンは、孵化直後の幼生で観察されないが、その後5時間ほどの間に急激にできあがってくる。
まず、表皮全体をユニークな特徴、細胞配置、遺伝子発現に基づき、複数のドメインに分割した。ドメインの境界は各細胞レベルの解像度を持つように決定した。次に、各ドメインに含まれる個々の表皮細胞に名前を付け、成体表皮の細胞アトラスを完成させた。次に、その形成過程で個々の細胞がどのような挙動を取るのか、微分干渉や蛍光ライブイメージング（核と細胞膜）を用いて観察を行った。その結果、パターン形成には基本的に、細胞移動や細胞死ではなく、細胞分裂の方向とタイミング、及び回数の制御が重要であることがわかった。
それに加え、いくつかの特記すべきおもしろい現象も観察された。Fol領域では、細胞が背腹方向の分裂を繰り返しながら列を形成してゆく様子が観察されている。腹側の表皮には、不等幹細胞分裂を繰り返し行う、大きく丸い細胞が観察された。また背側には、正中線に沿って並ぶ一列の細胞があり、これらの細胞は前後軸方向に沿って分裂することがわかった。これらの結果は、表皮のパターニングという現象における新たなモデル系の提供、および、将来の研究展開の重要な基盤情報を提供する。現在、発生を攪乱するために、共焦点顕微鏡のレーザービームを用い、パターン形成前の表皮を単細胞レベルで破壊する実験の条件設定が終わっている。今後この方法を駆使し、表皮のパターン形成を研究していくための基板が整った。
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[Journal Article] ANISEED 2017: extending the integrated ascidian database to the exploration and evolutionary comparison of genome-scale datasets2017
Author(s)
Brozovic Matija、Dantec Christelle、,,,,,, Nishida Hiroki、,,,,,,, Lemaire Patrick
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Journal Title
Nucleic Acids Res.
Volume: 46
Pages: D718～D725
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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