2021 Fiscal Year Annual Research Report
直線状のコラーゲン結晶を基にした骨の２分岐パターンの形成原理
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19K16142
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
黒田 純平 京都大学, 理学研究科, 特定研究員 (80726521)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | コラーゲン / 細胞外マトリックス / 骨 / 間葉系細胞 / 骨芽細胞 / ゼブラフィッシュ / 鰭 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者はゼブラフィッシュのヒレ骨が分岐構造を作る原理を明らかにすることを目的とし、in vitroの培養系, in vivoのライブイメージング + 連続電顕観察を用いた3D構造解析を用いて研究を行ってきた。
ヒレ骨の形成に必須であるコラーゲン繊維の結晶構造体であるアクチノトリキアに着目し、細胞とアクチノトリキアの相互作用の解析を調べるところから研究をスタートさせた。ヒレの間葉系細胞がアクチノトリキアに物理的に作用し束ねる機能があることをin vitroのライブイメージングで明らかにし、2019年度に研究代表者が第一著者として海外雑誌に論文発表している。この研究では、幼若個体のヒレで間葉系細胞特異的にアクチン重合を阻害させることで「束ねる」作用を抑制させ、アクチノトリキアの配向性を人為的に乱すことに成功した。しかしながらヒレ骨が形成される時期を狙ってアクチン重合を阻害する実験系を確立できず、骨の分岐パターンの改変を同研究計画では遂行できなかった。
そこで新たな計画として、アクチノトリキアが規則的に並ばない変異体を作製し、この変異体でのヒレ骨の形成過程を調べた。その結果、想定通り、この変異体の骨は分岐構造を作れず、内側に湾曲、あるいは隣同士が融合するという異常なパターンを示した。
これらの結果を研究代表者の所属する研究室の大学院生が第一著者としてまとめ、海外雑誌に報告している。
また、アクチノトリキアが自己集合により成長することを見出し、連続電顕観察を用いた3D構造解析、及びin vivo蛍光イメージング（photo-conversion法）を用いた実験結果を中心とした内容で論文執筆中である。
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