2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K21629
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小椋 陽介 国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, 基礎科学特別研究員 (20733158)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 器官形成 / 細胞間シグナル伝達 / 形態形成 / 上皮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、上皮細胞増殖因子ー細胞外シグナル調節キナーゼ（EGF-ERK）経路の活性化の時空間パターンがアクチンーミオシンによる張力や収縮力の制御を介してショウジョウバエの気管プラコードの陥入を制御する仕組みを明らかにし、その知見を応用して陥入を任意の位置とサイズで誘導することを目的としている。初年度はERK活性の伝搬機構と陥入の力学について以下のような結果を得た。
(1) 隣接細胞へとERK活性が伝搬する仕組み：EGF前駆体タンパク質の切断を担うRhomboidプロテアーゼの発現を、自作の抗体を用いた免疫組織化学染色によって解析した。その結果、Rhomboidの発現制御にEGF経路の下流でRhomboidの発現を誘導するポジティブフィードバックが存在し、それがERK活性の伝搬に関与することを明らかにした。
(2) ERK活性によるアクチンーミオシン動態制御：GFP融合型ミオシンII軽鎖を発現させた胚で気管プラコード陥入前後のタイムラプス撮影を行った。ミオシンは頂端面において細胞境界上と中央部の2つの異なる部位で集積を示すため、画像処理によりそれらを別々に定量した。中央部のミオシン集積は細胞の収縮と相関を示し、EGF経路が異常な変異体では、ミオシンの集積と細胞の収縮がともに異常であることが分かった。
(3) 陥入位置と陥入領域サイズ制御の力学的な説明：ミオシン集積のパターンが陥入を促進する仕組みを力学的に説明するため、頂点と辺から構成される細胞の物理モデルを作成して陥入過程を再現した。細胞境界上と中央部のミオシンそれぞれの役割について実験で検証可能な仮説を立てた。
(4) EGF経路と関係するプロテインキナーゼC（PKC）の活性化の解析に利用可能なFRETセンサーをショウジョウバエ細胞に導入した。この結果は、共同研究の一部として誌上発表された。
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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
本課題のねらいどおり、実験で得られた知見を元に物理モデルを作成し、さらにモデルを用いて実験で検証可能な仮説を立てることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験データーと力学モデルの整合性を考慮しながら、陥入を任意の位置において誘導するために必要な条件を探って行く予定である。
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| Causes of Carryover |
画像解析の人件費のために予算を確保していたが、パート勤務の担当者と相談の上日程を調整した結果、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
画像解析は次年度も継続するため、繰り越し分は主に画像解析の人件費として使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
