2014 Fiscal Year Research-status Report
色素細胞をモデルとした細胞運命選択の分子メカニズムの解析
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26440121
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
橋本 寿史 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 助教 (30359757)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞運命決定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経堤細胞の派生物である色素細胞は、その発生過程で異なるサブタイプが分化する。我々は、sox5変異がメダカの白および黄色素胞に発生異常をもたらすことを見出した。先行研究によって、sox10はゼブラフィッシュにおいて全ての色素細胞種（黒、黄、虹）の発生に必須であることが報告されている。また、他の器官や組織では、sox5とsox10は、競合的に、あるいは協調的に相互作用することによって、細胞分化を制御していることが知られる。これらのことをふまえて、本研究では、色素細胞の発生過程でのsox5とsox10の相互作用を、メダカとゼブラフィッシュを比較しながら、遺伝学的に調べた。
TALEN法、CRISPR/Cas9法およびTILLING法によって、新たにメダカsox10(aおよびb)変異体およびゼブラフィッシュsox5変異体を作製した。メダカsox10a; sox10b二重変異体は、ゼブラフィッシュsox10変異体（colorless）と同様に、体表のすべての色素細胞種（４種、黒、黄、白、虹）を欠損した。また、メダカsox10a変異体では、黒色素胞の有意な減少がみられたが、sox5; sox10a二重変異体ではそれが回復した。これらのことから、メダカの色素細胞発生においてSox5はSox10に競合的に働くが、この相互作用は黄色と白色のみならず、黒色および虹色素胞の運命選択にも寄与している可能性が示唆された。
また、ゼブラフィッシュsox5変異体は、成体期の体表縞模様が正常に形成されない表現型を示した。これがメダカsox5変異体と同様の黄色素胞の発生異常によるものか否かは今のところ不明である。
今後は、メダカとゼブラフィッシュにおいてsox5とsox10の機能が保存されているか否かを明らかにし、メダカとゼブラフィッシュのsox5およびsox10の多重変異体における各色素細胞種の発生を詳細に観察することで、sox5とsox10の相互作用が色素細胞の運命決定に果たす役割を探求する。
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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
メダカとゼブラフィッシュの変異体とそれぞれの多重変異体の作製や、変異体の表現型解析については、予定を上回る進展があった。
色素芽細胞（色素幹細胞）のマスター遺伝子の一つであるmitfの調節領域におけるSox5とSox10の結合を調べるため、ChIPアッセイを計画していたが、抗Sox5抗体が免疫沈降に使えることを確認するにとどまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、sox5とsox10の遺伝学的な相互作用について、変異体を用いた解析によりメダカとゼブラフィッシュを比較しながら検討し、４種（メダカ）あるいは３種（ゼブラフィッシュ）の色素細胞の運命選択の仕組みを解明することに重点を置いて研究を進める。また、ゼブラフィッシュsox5変異体でみられた縞模様の異常に関しては予想外で興味深い表現型であるため、当初は計画していなかったが数学モデルを取り入れるなどしてこの現象を説明する原理を探り、模様形成と色素細胞の運命決定の関係を明らかにしたい。
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| Causes of Carryover |
一部計画の実施が遅れているため、それに要する消耗品等が未購入となっており、当初の見込みより２６年度使用額が少なくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に持ち越しとなった計画を実施する際に、予定通り使用する。
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[Journal Article] Sox5 functions as a fate switch in medaka pigment cell development.2014
Author(s)
Nagao Y, Suzuki T, Shimizu A, Kimura T, Seki R, Adachi T, Inoue C, Omae Y, Kamei Y, Hara I, Taniguchi Y, Naruse K, Wakamatsu Y, Kelsh RN, Hibi M, Hashimoto H
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Journal Title
PLoS genetics
Volume: 10(4)
Pages: e1004246
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Roles of sox10 and its genetic interaction with sox5 in pigment cell development.2014
Author(s)
Nagao Y, Takada H, Seki R, Kamei Y, Hara I, Kimura T, Taniguchi Y, Naruse K, Kelsh RN, Hibi M, Hashimoto H
Organizer
第２０回小型魚類研究会
Place of Presentation
東京
Year and Date
2014-09-20 – 2014-09-21
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[Presentation] Sox5 controls a fate choice during pigment cell development in medaka.2014
Author(s)
Nagao Y, Adachi T, Shimizu A, Seki R, Inoue C, Kamei Y, Hara I, Kimura T, Taniguchi Y, Naruse K, Kelsh RN, Wakamatsu Y, Hibi M, Hashimoto H
Organizer
第４7回日本発生生物学会年会
Place of Presentation
名古屋
Year and Date
2014-05-27 – 2014-05-30
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