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折りたたみの細胞シートから構築される昆虫外骨格の3D形態

計画研究

研究領域生物の3D形態を構築するロジック
研究課題/領域番号 15H05862
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関名古屋大学 (2019)
京都大学 (2015-2018)

研究代表者

大澤 志津江  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (80515065)

研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
95,290千円 (直接経費: 73,300千円、間接経費: 21,990千円)
2019年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2018年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2017年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2016年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2015年度: 21,060千円 (直接経費: 16,200千円、間接経費: 4,860千円)
キーワード上皮シートの折り畳み / 細胞外マトリックス / ショウジョウバエ成虫原基 / 折りたたみ / 成虫原基 / 3D形態 / 形態形成 / Type IV コラーゲン / ショウジョウバエ / Type IV Collagen / 外部形態 / 折り畳み / 肢原基
研究成果の概要

昆虫が示す様々な外部形態は、「上皮シートの折り畳み構造」である成虫原基が3次元的に伸展して作られる。本研究では、ショウジョウバエ翅成虫原基をモデルとし、折り畳み構造から伸展を誘発するメカニズムの解析を行なった。その過程で、基底膜の主成分であるType IV Collagenの減少が翅成虫原基の展開を引き起こすこと、および、この展開の開始に伴い、細胞の収縮力を生み出すミオシンII活性化パターンや、細胞接着分子インテグリンのパターンが再編成されることが分かった。これらの結果は、細胞外マトリックスの制御が折り畳み構造を構築・展開する駆動である可能性を示唆するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、上皮の折り畳み構造が外部形態へと展開する上で、細胞マトリックスの制御が重要な役割を果たすことが分かってきた。興味深いことに、折り畳み構造から外部形態へと展開する過程において、細胞増殖はほとんど起こらない。すなわち、ショウジョウバエの外部形態は、折り畳んだ状態でおおよそ作られ、それが細胞外マトリックスのリモデリングによって展開することで完成すると考えられた。本研究成果は、形態形成の仕組みの解明に貢献するとともに、将来的には折り畳みを介した形作りを応用する工業分野にも寄与することが期待される。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 3件、 招待講演 11件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] CSIC-UAM(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] JNK-mediated Slit-Robo signaling facilitates epithelial wound repair by extruding dying cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Iida C, Ohsawa S, Taniguchi K, Yamamoto M, Morata G, Igaki T
    • 雑誌名

      Sci., Rep.

      巻: 9 号: 1 ページ: 19549-19549

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56137-z

    • NAID

      120006817614

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Elimination of oncogenic cells that regulate epithelial homeostasis in Drosophila2019

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa S
    • 雑誌名

      Dev. Growth. Differ.

      巻: 61 号: 5 ページ: 337-342

    • DOI

      10.1111/dgd.12604

    • NAID

      120006712295

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competition for Space Is Controlled by Apoptosis-Induced Change of Local Epithelial Topology2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Alice、Ohsawa Shizue、Umetsu Daiki、Sando Yukari、Kuranaga Erina、Igaki Tatsushi、Fujimoto Koichi
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 28 号: 13 ページ: 2115-2128

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.05.029

    • NAID

      120006491713

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Serpin Facilitates Tumor-Suppressive Cell Competition by Blocking Toll-Mediated Yki Activation in Drosophila2018

    • 著者名/発表者名
      Katsukawa M, Ohsawa S, Zhang L, Yan Y, Igaki T
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 28 号: 11 ページ: 1756-1767

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.04.022

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] JNK and Yorkie drive tumor progression by generating polyploid giant cells in Drosophila2018

    • 著者名/発表者名
      Cong Bojie、Ohsawa Shizue、Igaki Tatsushi
    • 雑誌名

      Oncogene

      巻: 0 号: 23 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1038/s41388-018-0201-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell Extrusion: A Stress-Responsive Force for Good or Evil in Epithelial Homeostasis2018

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa Shizue、Vaughen John、Igaki Tatsushi
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 44 号: 3 ページ: 284-296

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2018.01.009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Wingless signaling regulates winner/loser status in Minute cell competition2018

    • 著者名/発表者名
      Akai Nanami、Igaki Tatsushi、Ohsawa Shizue
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 23 号: 3 ページ: 234-240

    • DOI

      10.1111/gtc.12568

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The ligand Sas and its receptor PTP10D drive tumour-suppressive cell competition.2017

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Yamamoto (#), Shizue Ohsawa (#), Kei Kunimasa, Tatsushi Igaki (#equal contribution)
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 542 号: 7640 ページ: 246-250

    • DOI

      10.1038/nature21033

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Predator-prey interactions at the interface between two groups of cells in monolayer tissue.2016

    • 著者名/発表者名
      Seiya Nishikawa,Atsuko Takamatsu, Shizue Ohsawa, Tatsushi Igaki
    • 雑誌名

      J. Theor. Biol.

      巻: 404 ページ: 40-50

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2016.05.031

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] JNK signaling is coverted from anti- to pro-tumor pathway by Ras-mediated switch of Warts activity2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Enomoto, Daisuke Kizawa, Shizue Ohsawa, Tatsushi Igaki
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 403 号: 2 ページ: 162-171

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2015.05.001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 細胞ターンオーバーを介した発生ロバストネスの遺伝的基盤2019

    • 著者名/発表者名
      大澤志津江
    • 学会等名
      第19回 日本タンパク質科学学会年会 第71回 日本細胞生物学会大会 合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折り畳まれた上皮組織から3D形態へと変形を開始するメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      大澤志津江
    • 学会等名
      第1回日本メカノバイオロジー研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Elimination of oncogenic cells through tumor-suppressive cell competition in Drosophila2019

    • 著者名/発表者名
      大澤志津江
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D morphogenesis of adult appendages from the Folded Epithelial Sheets in Drosophila2019

    • 著者名/発表者名
      大澤志津江
    • 学会等名
      The 2nd NIBB-Princeton Joint Symposium ”Imaging and Quantitative Biology”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ成虫原基から外部形態への変形を制御するメカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      野崎勝也、柳田晃佑、中山萌美、前川絵美、井垣達吏、大澤志津江
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Epithelial cell-turnover ensures robust coordination of tissue growth in Drosophila2018

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa S
    • 学会等名
      Key Forum 2018 “Stem Cell Traits and Developmental Systems”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tumor progression driven by polyploid giant cells in Drosophila2018

    • 著者名/発表者名
      Cong B, Ohsawa S, Igaki T
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会・ 第51回日本発生生物学会合同大会(口頭発表)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hippo-mediated morphogenetic robustness during Drosophila wing development2018

    • 著者名/発表者名
      Wada Y, Ohsawa S, Igaki T
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会・ 第51回日本発生生物学会合同大会(ポスター発表)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞競合の勝敗を規定する組織環境条件の遺伝学および数理学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      片山 宰, 西川 星也、大澤 志津江、高松 敦子、井垣 達吏
    • 学会等名
      第6回新学術領域「細胞競合」班会議(ポスター発表)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hippo-mediated morphogenetic robustness during Drosophila wing development2018

    • 著者名/発表者名
      Wada Y, Ohsawa S, Igaki T
    • 学会等名
      The 13th Japanese Drosophila Research Conference(ポスター発表)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Epithelial cell-turnover ensures robust tissue growth in Drosophila ribosomal protein mutants2018

    • 著者名/発表者名
      Akai N, Ohsawa S, Igaki T
    • 学会等名
      The 13th Japanese Drosophila Research Conference(ポスター発表)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dissecting the role of cell competition in wound healing2018

    • 著者名/発表者名
      Iida C, Yamamoto M, Ohsawa S, Igaki T
    • 学会等名
      The 13th Japanese Drosophila Research Conference(ポスター発表)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Epithelial cell-turnover ensures robust coordination of tissue growth in Drosophila2018

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa Shizue
    • 学会等名
      Key Forum 2018 “Stem Cell Traits and Developmental Systems”(口頭発表)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞ターンオーバーを介した発生ロバストネスの遺伝的基盤2017

    • 著者名/発表者名
      大澤 志津江、赤井 菜々美、井垣 達吏
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会シンポジウム(口頭発表)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ成虫原基から外部形態への変形を制御するメカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      柳田 晃佑、中山 萌美、井垣 達吏、大澤 志津江
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ポスター発表)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3D morphogenesis of Drosophila adult appendages from the Folded Epithelial Sheets2017

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa Shizue
    • 学会等名
      Japan-UCI Meeting on 3D Morphogenesis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞ターンオーバーを介した発生ロバストネス機構の遺伝的解析2017

    • 著者名/発表者名
      乾由希子、大澤 志津江、井垣 達吏
    • 学会等名
      第26回日本Cell death学会学術集会(ポスター発表)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞ターンオーバーを介した発生ロバストネス機構の遺伝的解析2017

    • 著者名/発表者名
      乾由希子、大澤 志津江、井垣 達吏
    • 学会等名
      第29回高遠・分子細胞生物学シンポジウム(ポスター発表)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞ターンオーバーを介した発生ロバストネス機構の遺伝的解析2017

    • 著者名/発表者名
      乾由希子、大澤 志津江、井垣 達吏
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会シンポジウム(口頭発表)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3D morphogenesis of Drosophila legs from folded epithelial sheets during development2016

    • 著者名/発表者名
      Shizue Ohsawa, Megumi Nakayama, Tatsushi Igaki
    • 学会等名
      Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology (ICZ) & the 87th meeting of the ZSJ
    • 発表場所
      OIST(沖縄)
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ensuring robust control of organ size by "cell-turnover" in Drosophila2016

    • 著者名/発表者名
      Shizue Ohsawa, Nanami Akai, Tatsushi Igaki
    • 学会等名
      the CDB Symposium 2016 - Size in Development: Growth, Shape and Allometry - (ポスター発表)
    • 発表場所
      理研CDB (神戸)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 細胞間コミュニケーションを介した上皮の内在性がん抑制機構2016

    • 著者名/発表者名
      大澤 志津江
    • 学会等名
      平成27年度 文部科学省 新学術領域「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム(口頭発表)
    • 発表場所
      一橋講堂 学術総合センター (東京)
    • 年月日
      2016-02-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 発生ロバストネスを支える細胞競合の分子機構2015

    • 著者名/発表者名
      大澤 志津江、赤井 菜々美、井垣 達吏
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会 合同大会(口頭発表)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HIppo経路を介した発生ロバストネス機構の遺伝学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      和田弥生、大澤 志津江、井垣 達吏
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会 合同大会(口頭発表)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 京都大学大学院生命科学研究科システム機能学/薬学研究科生理活性制御学HP

    • URL

      https://www.lif.kyoto-u.ac.jp/genetics/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 京都大学井垣研究室「昆虫外骨格の3D形態ロジック」

    • URL

      https://www.lif.kyoto-u.ac.jp/genetics/research_descs/research04/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-07-02   更新日: 2022-11-04  

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