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Molecular mechanisms translating the pulse information into developmental time

Publicly Offered Research

Project AreaInterplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation
Project/Area Number 17H05770
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

堀川 一樹  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (70420247)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords自己組織化 / 生物物理 / cAMP / 生物
Outline of Annual Research Achievements

本研究では周期的なcAMP信号により発生時間が支配される社会性アメーバを材料に、パルス回数を絶対的な発生時間に変換する機構を解明する。特に、細胞がパルス信号情報のうち回数などのデジタル情報だけを利用しているのか、それとも量的に変化するパルスのアナログ情報を利用しているのか区別するため、cAMP パルス依存的に転写誘導される遺伝子群に注目しそのプロモーター解析を行った。社会性アメーバのcAMP 信号伝達過程では転写因子GtaCタンパク質やそのリン酸化が標的遺伝子の周期的な転写を制御する。ゲノムワイドなChip解析から、Zn Finger タンパク質であるGtaC はAGATnT をコンセンサス配列として結合すること、さらに各標的遺伝子にその数や配列の多様性があることが報告されている。そこで本研究では代表的なパルス応答性遺伝子として接着分子CsaA の転写調節領域を決定し、詳細な機能解析を行った。その結果、変異型を含むAGATnT 様配列を16 個もつ1.6kb の上流領域がCsaA 遺伝子の転写制御に必要十分であることを見出した。ここで、パルス応答性を最大化することを期待して、全てのGtaC 結合候補部位をコンセンサス配列に置換したところ、パルス応答性が顕著に低下するという意外な結果が得られた。様々な変異配列を用いた解析を行っており、GtaC の結合サイトへの変異やサイトの数が、濃度の異なるcAMP パルスを区別している可能性が示唆された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] ardiomyocytes cultured on mechanically compliant substrates, but not on conventional culture devices, exhibit prominent mitochondrial dysfunction due to reactive oxygen species and insulin resistance under high glucose2018

    • Author(s)
      Masaki Morishima, Kazuki Horikawa, Makoto Funaki
    • Journal Title

      PLOS One

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Red fluorescent cAMP indicator with increased affinity and expanded dynamic range2018

    • Author(s)
      Ohta Yusaku、Furuta Toshiaki、Nagai Takeharu、Horikawa Kazuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-018-20251-1

    • NAID

      120006535055

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Red fluorescent cAMP indicator with increased affinity and expanded dynamic range2018

    • Author(s)
      堀川 一樹
    • Organizer
      第18回タンパク質科学会 年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of the rhythm in biological self-organization2018

    • Author(s)
      堀川 一樹
    • Organizer
      International Young Scientists Workshop on Neural Development and Stem Cells 2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 1分子から個体レベルまでの多階層バイオイメージング2017

    • Author(s)
      堀川 一樹
    • Organizer
      日本学術会議 公開シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 細胞集団に螺旋信号波をもたらす臨界現象2017

    • Author(s)
      堀川 一樹
    • Organizer
      日本生物物理学会第55回年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 階層横断的イメージングで明らかになったシグナル伝達動態の自発的対称性破れ機構2017

    • Author(s)
      堀川 一樹
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 実験医学 2017年12月号2017

    • Author(s)
      永井健治、 堀川一樹、太田裕作、向井あすか、新井由之
    • Total Pages
      137
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758125024
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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