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2008 Fiscal Year Annual Research Report

細胞分化における遺伝子発現のゆらぎとその制御

Research Project

Project/Area Number 20200006
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

山本 卓  Hiroshima University, 大学院・理学研究科, 教授 (90244102)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 厚  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20314726)
柴田 達夫  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10359888)
鈴木 賢一  広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (90363043)
西川 正俊  広島大学, 大学院・理学研究科, 研究員 (30444516)
Keywords発生・分化 / 遺伝子 / ゲノム / 発現制御 / ゆらぎ
Research Abstract

本年度は以下の通り研究を実施した。
1) 発生過程における遺伝子発現のゆらぎの解析…発生過程での1細胞レベルでの遺伝子発現ダイナミクスを測定するために、GFP遺伝子をゲノム遺伝子に1コピー導入する方法の検討を行った。ウニ胚発生過程の中胚葉細胞分化に関わる3つの遺伝子(HesC, Ets, Tb)のゲノム遺伝子配列中で、多型レベルが低い領域を選び、各遺伝子を特異的に切断するZinc Finger Nuclease(ZFN)を作製した。作製したZFNの標的配列への結合特異性を大腸菌のツーハイブリッド系で調べたところ、HesC遺伝子に対するZFNは特異性が見られたが、Ets遺伝子およびTb遺伝子のZFNには特異的な結合が検出されなかった。現在ウニ胚への導入条件の検討と平行して、ZFNが作製できていない2つの遺伝子についてライブラリースクリーニングによるZFNの作製を進めている。さらに、導入したウニ胚での遺伝子発現を1細胞レベルで検出するための準備として、複数コピーのレポーター遺伝子を導入したウニ胚において蛍光を経時的に観察し、取得データの解析を行った。
2) 細胞応答のゆらぎと細胞間相互作用に基づく細胞運命決定の解析…細胞運命の決定過程における"細胞応答のゆらぎ"を調べるために、動的な遺伝子発現のin vivo観察系の開発を行った。モデル動物であるツメガエル胚の外胚葉細胞を中胚葉誘導因子・アクチビンで刺激後、Goosecoid遺伝子およびMix2遺伝子の発現を発光ライブイメージングで観察する実験系の構築を試みた。
3) 多能性幹細胞における遺伝子発現のゆらぎの解析…分化過程におけるステロイドホルモン応答性のダイナミクスを1細胞レベルでリアルタイムに測定するため、レポーターコンストラクトの作製を行った。また、このコンストラクトを培養細胞に導入し、レポーター活性検出の条件検討を行った。

  • Research Products

    (19 results)

All 2009 2008

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (12 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Molecular features of thyroid hormone-regulated skin remodeling in Xenupus laevis during metamorphosis2009

    • Author(s)
      Suzuki K.
    • Journal Title

      Development, Growth and Differentiation (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Ars insulator facilitates I-SceI meganuclease-mediated transgenesis in the sea urchin embryo2008

    • Author(s)
      Ochiai H.
    • Journal Title

      Developmental Dynamics 237

      Pages: 2475-2482

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification and characterization of nucleoplasmin3 as a histone-binding protein in embryonic stem cells2008

    • Author(s)
      Motoi N.
    • Journal Title

      Development, Growth and Differentiation 50

      Pages: 307-320

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Noise generation, amplification and propagation in chemotactic signaling systems of living cells2008

    • Author(s)
      Shibata T.
    • Journal Title

      BioSystems 93

      Pages: 126-132

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mutual interaction in network motifs robustly sharpens gene expression in developmental processes2008

    • Author(s)
      Ishihara S.
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology 252

      Pages: 131-144

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fluctuation analysis of mechanochemical coupling depending on the type of biomolecular motors2008

    • Author(s)
      Nishikawa M.
    • Journal Title

      Physical Review Letter 101

      Pages: 128103

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多細胞生物における細胞間の遺伝子発現のゆらぎ2009

    • Author(s)
      落合博
    • Organizer
      定量生物学の会第1回年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-01-10
  • [Presentation] 生物学にとっての理論、理論にとっての生命現象2009

    • Author(s)
      柴田達夫
    • Organizer
      定量生物学の会第1回年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-01-10
  • [Presentation] バクテリアの走化性とセンシングのノイズ2009

    • Author(s)
      西川正俊
    • Organizer
      定量生物学の会第1回年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-01-10
  • [Presentation] 細胞性粘菌の走化性シグナル伝達系における自己組織化現象の蛍光イメージ解析と理論的解析2008

    • Author(s)
      西川正俊
    • Organizer
      数理生物学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-09-16
  • [Presentation] バフンウニ初期発生におけるDicerホモログの機能解析2008

    • Author(s)
      岡光憂佳
    • Organizer
      第79回日本動物学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-06
  • [Presentation] バフンウニVasa(HpVasa)遺伝子の発現と機能2008

    • Author(s)
      住吉範子
    • Organizer
      第79回日本動物学会大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2008-09-05
  • [Presentation] 走化性情報処理のゆらぎと協同性2008

    • Author(s)
      柴田達夫
    • Organizer
      第60回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2008-06-29
  • [Presentation] Self-organization in chemotactic signal transduction of eukaryotic cell2008

    • Author(s)
      Shibata T.
    • Organizer
      International Workshop on Bio-Soft Matter
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2008-06-09
  • [Presentation] Identification and characterization of a novel candidate gene that regulates competence of ectodermal cells to BMP-mediated embryonic induction2008

    • Author(s)
      Miyamoto Tatsuo
    • Organizer
      41st Annual meeting for the Japanease society of developmental biologists
    • Place of Presentation
      Tokushima
    • Year and Date
      2008-05-28
  • [Presentation] Analysis of the mechanism underlying the localized function of HpNanos at archenteron tip2008

    • Author(s)
      Fujii Takayoshi
    • Organizer
      41st Annual meeting for the Japanease society of developmental biologists
    • Place of Presentation
      Tokushima
    • Year and Date
      2008-05-28
  • [Presentation] Ars insulator facilitates the meganuclease-mediated transgenesis in the sea urchin embryo2008

    • Author(s)
      Ochiai H
    • Organizer
      41st Annual meeting for the Japanease society of developmental biologists
    • Place of Presentation
      Tokushima
    • Year and Date
      2008-05-28
  • [Presentation] Analysis of cis-regulatory elements controlling spatio-temporal ex-nri, ssimi of T-hrain gene of sea urchin. Hemicentrotus oulcherrimus2008

    • Author(s)
      Ochiai H.
    • Organizer
      Developmental Biology of the sea urchin XVIII
    • Place of Presentation
      Woods Hole, MA, USA
    • Year and Date
      2008-04-25
  • [Book] Single Molecule Dynamics in Life Science2008

    • Author(s)
      Ueda M, et.al.
    • Total Pages
      346
    • Publisher
      WILEY-VCH Verelag GmbH & Co

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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