2016 Fiscal Year Annual Research Report
Bioelectrical signal controls skin pattern formation of zebrafish
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26840080
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
荒巻 敏寛 大阪大学, 生命機能研究科, 特任研究員(常勤) (30525340)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 形態形成 / 電気シグナル / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.ゼブラフィッシュ模様形成における電気シグナルの機能解析
前年度までに、黒色素胞に改変型チャネルロドプシン(ChR2)を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュを作成し、任意の光照射によって生体の模様を変化させることに成功していた。当年度では、黒色素胞における電気シグナルの機能をより詳細に解析するため、in vitro培養系を用いて膜電位変化が細胞の挙動へ及ぼす影響を観察した。トランスジェニック体から採取した黒色素胞を分散培養し、青色光を照射することにより人為的に脱分極を誘導したところ、光照射時に黒色素胞の運動性が顕著に増大することが観察された。また、光照射後の黒色素胞ではアクチンフィラメントの形成が促進されており、細胞膜が脱分極することによって直接的に細胞運動が制御されていることが示唆された。
2.胚発生における電気シグナルの機能スクリーニング
前年度までの実験で、ChR2を活性化させるための青色光が胚発生に悪影響を及ぼすことが判明している。これを回避するため、青色光照射を必要とするChR2の使用を断念し、恒常的に開口しているチャネルを用いる計画へと変更した。本研究で使用したカリウム漏洩チャネルkcnk5b(W169L)変異体は野生型のものよりも大きなコンダクタンスを示し、発現する細胞の膜電位を過分極側へ傾けると考えられる。mRNAマイクロインジェクション法によりこのチャネルを過剰発現させた胚では、著しい形態異常が観察された。この結果から、胚発生における形態形成においても電気シグナルが重要な機能を果たしていることが示唆される。
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