2018 Fiscal Year Annual Research Report
The mechanism of organ-size determination via social behavior of their progenitor cells in animal development
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18H02451
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
別所 康全 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70261253)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹井 紀明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (80391960)
作村 諭一 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50324968)
松井 貴輝 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60403333)
中畑 泰和 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50390810)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 器官サイズ / 細胞の社会性 / 発生 / 体節 / 側線器官 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多細胞生物の発生過程において、胚は環境変化にさらされ、かつ生物の素過程はゆらぎに満ちている。しかし生物は生物種固有のサイズに発生し、その中の臓器等も均整のとれたサイズに形成されるので、サイズがロバストに決められるしくみが存在すると理解できる。細胞はゲノム情報に基づいてふるまい、細胞が集まって自律的に組織・器官をつくるので、細胞の社会性がサイズ決定のキーであると考えられる。本研究では、細胞の社会的ふるまいを新たな切り口に、脊椎動物の体節形成とゼブラフィッシュの側線器官形成をモデルとして、実験生物学と数理生物学を駆使することで、組織・器官のサイズがロバストに決められるロジックを明らかにすることを目的として研究を進めた。
ゼブラフィッシュ側線器官の発生について、集団移動する側線器官原基をライブイメージングで観察する系を立ち上げることができた。さらに、アセチルコリンの神経伝達をその受容体の阻害剤を用いて抑制すると、それぞれの側線器官が小さくなり、かつ側線器官の数が増えることを明らかにした。
体節形成について、初期胚の一部と卵黄の一部を切除することにより、胚体全体を小さくする系の確立を試みており、不完全ながら系の立ち上げができつつある。
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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
体節形成および側線器官形成のいずれにおいても、胚の個体間でのばらつきが大きいことが障害となっているが、サンプル数を増やすことで克服しつつある。両方において興味深い結果を得つつあるので、おおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
側線器官形成については、これまでアセチルコリン受容体の阻害剤を用いて、アセチルコリン性の遠心性神経からの入力を薬理学的に抑制していたが、今後は遠心性神経の神経突起をレーザーを用いて物理的に切断することにより遠心性神経からの入力を遮断することを試みる。
体節形成については、胚全体のサイズを小さくした胚の体節のサイズを計測することを試みる。
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