2021 Fiscal Year Research-status Report
Measurement of intracellular pH as a marker of dedifferentiation in eukaryotes
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21K06099
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森本 雄祐 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (50631777)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 発生 / 脱分化 / 細胞内pH / シグナル伝達 / 蛍光イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞分化と脱分化の制御機構の解明は、発生生物学、さらには再生医工学の分野において必須の課題である。これに対し、細胞内pHは細胞分化やシグナル伝達において、重要な要因の一つとして働いていることが知られているが、その詳細なメカニズムは明らかになっていない。発生のモデル生物として利用されている細胞性粘菌の柄と胞子への分化において、細胞内のpH変化がトリガーとなっていることが古くから示唆されているが、分子機構は十分には明らかになっていない。本研究課題では、細胞性粘菌の細胞分化と脱分化に伴う細胞質pH変化を、高感度な分化・脱分化マーカーとして捉える計測手法を確立することを目指している。本年度は、独立基盤形成支援により、研究スペースの新規立ち上げを行った。追加助成により、pHイメージングのための蛍光顕微鏡装置を設置した暗室、分子遺伝学実験と細胞培養を実施するための実験室の立ち上げを行うことができた。新規スペースと培養機器等の導入により、プローブ構築、細胞培養、イメージングの遂行効率を上げることができている。これまでに、細胞性粘菌の柄細胞への分化、および予定柄細胞からの脱分化に伴う細胞質pH変化を１細胞レベルで計測することが可能となっている。本年度に改良を進めたpHプローブの利用により、これまでよりも長時間の高感度タイムラプスpH計測が可能となった。定量的な解析を進めることで、細胞分化と脱分化におけるpH変化の役割を明らかにする。
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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
本年度は、研究スペースの新規立ち上げを行ったため、これに多くの時間と労力を注いだ。しかし、研究遂行に必須である蛍光顕微鏡装置を設置した暗室、分子遺伝学実験と細胞培養を実施するための実験室の設置、立ち上げを行うことができたため、今後は効率的に研究を進めていくことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は以下の研究計画に従って実施する。
【①pH感受性蛍光タンパク質を用いた脱分化過程のpHイメージング】多細胞体からの脱分化過程で、細胞質pHがどのタイミングでどのように変化するかを定量的に計測する。
【②光刺激による細胞質pHの人為制御】細胞質pHが直接的に脱分化を制御しているかを調べるために、細胞質pHを人為的に制御する。細胞質pHの上昇および低下の人為制御を行う。
【③脱分化に関わる遺伝子の同定】変異体の計測により、細胞内pH調整による分化と脱分化の分子メカニズムを解明する。
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