Ｄａｃｈｓｏｕｓ／Ｆａｔシグナリング系を介した位置情報決定メカニズムの解明

• 研究領域: ３次元構造を再構築する再生原理の解明
• 研究課題/領域番号: 22124003
• 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: 徳島大学
• 研究代表者: 野地 澄晴 徳島大学, 本部, 理事 (40156211)
• 研究分担者: 大内 淑代 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (00253229) ; 三戸 太郎 徳島大学, 大学院ソシオテクノサイエンス研究部, 助教 (80322254) ; 板東 哲哉 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (60423422)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 98,670千円 (直接経費: 75,900千円、間接経費: 22,770千円); 2014年度: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2013年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2012年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円); 2011年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円); 2010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: 脚再生 / Dachsous/Fat / Wnt/BMP/EGF / dachshund/Distal-less / マクロファージ / Enhancer of zeste/Utx / ゲノム編集 / ノックイン / 脚再生メカニズム / 位置情報 / コオロギ / RNAi / 細胞接着分子 / steepness model / 脚セグメントのサイズ / Dachsous/Fatシグナル / Distal-less / Dachshund / 再生 / Lowfat / エピジェネティック因子 / ゲノムプロジェクト / homothorax / Distalless

研究成果の概要

昆虫の脚再生の分子メカニズムを、再生依存的RNA干渉を利用して研究した。結果から、脚再生においては、次のプロセスで、再生されると予想した。1. 脚切断により、マクロファージ様細胞が活性化。2. マ クロファージ様細胞が産生するサイトカインが未分化細胞による再生芽形成を誘導。3. 再生芽において、Wnt/BMPシグナルがEGFを誘導。エピジェネティクスを制御する遺伝子が活性化。4. EGFはdachshund/Distal-lessの発現およびDachsous/Fatシグナル系の発現制御することにより脚のパターンおよびサイズが決定。このサイズ決定機序を改変Steepnessモデルにより説明した。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of dachshund and Distal-less in distal pattern formation of the cricket leg during regeneration (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishimaru, T. Nakamura, T. Bando, Y. Matsuoka, H. Ohuchi, S. Noji and T. Mito
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 号: 1 ページ: 8387-8387
  • DOI: 10.1038/srep08387
  • NAID: 120006875683
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene knockout by targeted mutagenesis in a hemimetabolous insect, the two-spotted cricket Gryllus bimaculatus, using TALENs (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, S. Noji and T. Mito
  • 雑誌名: Methods 巻: 69 号: 1 ページ: 17-21
  • DOI: 10.1016/j.ymeth.2014.05.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An extended steepness model for leg-size determination based on Dachsous/Fat trans-dimer system. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida H, Bando T, Mito T, Ohuchi H, Noji S.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 4335-4335
  • DOI: 10.1038/srep04335
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] コオロギ脚再生の分子メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉、三戸太郎、野地澄晴、大内淑代
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 32 ページ: 15-21
• [雑誌論文] Analysis of RNA-Seq data reveals involvement of JAK/STAT signalling during leg regeneration in the cricket Gryllus bimaculatus.Development (2013)
  • 著者名/発表者名: Bando T, Ishimaru Y, Kida T, Hamada Y, Matsuoka Y, Nakamura T, Ohuchi H, Noji S, Mito T
  • 雑誌名: Select item 巻: 140 号: 5 ページ: 959-964
  • DOI: 10.1242/dev.084590
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-transgenic genome modifications in a hemimetabolous insect using zinc-finger and TAL effector nucleases. (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Ochiai H, Sakuma T, Horch HW, Hamaguchi N, Nakamura T, Bando T, Ohuchi H, Yamamoto T, Noji S, Mito T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 号: 1 ページ: 1017-1017
  • DOI: 10.1038/ncomms2020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analysis of the role of eyes absent and sine oculis in the developing eye of the cricket Gryllus bimaculatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Takagi, A., et al
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 54 号: 2 ページ: 227-240
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2011.01325.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of leg size and shape: involvement of the Dachsous-fat signaling pathway. (2011)
  • 著者名/発表者名: Bando Tetsuya
  • 雑誌名: Dev Dyn. 巻: 240(5) 号: 5 ページ: 1028-41
  • DOI: 10.1002/dvdy.22590
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lowfat, a mammalian Lix1 homologue, regulates leg size and growth under the Dachsous/Fat signaling pathway during tissue regeneration. (2011)
  • 著者名/発表者名: Bando Tetsuya
  • 雑誌名: Dev Dyn. 巻: 240(6) 号: 6 ページ: 1440-53
  • DOI: 10.1002/dvdy.22647
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cricket body size is altered by systemic RNAi against insulin signaling components and epidermal growth factor receptor (2011)
  • 著者名/発表者名: Noha, N., et al
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 53 号: 7 ページ: 857-869
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2011.01291.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ancestral functions of Delta/Notch signaling in the formation of body and leg segments in the cricket Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Mito, T., et al
  • 雑誌名: Development 巻: 138 号: 17 ページ: 3823-3833
  • DOI: 10.1242/dev.060681
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lowfat, a mammalian Lix1 homologue, regulates leg size and growth under the Dachsous/Fat signaling pathway during tissue regeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Bando, Y.Hamada, K.Kurita, T.Nakamura, T.Mito, H.Ohuchi, S.Noji1
  • 雑誌名: Dev.Dyn. 巻: 240(6) ページ: 1440-1453
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of leg size and shape : Involvement of the Dachsous-fat signaling pathway. (2011)
  • 著者名/発表者名: Bando T, Mito T, Nakamura T, Ohuchi H, Noji S.
  • 雑誌名: Dev Dyn. 巻: 240(5) ページ: 1028-1041
  • 査読あり
• [学会発表] Mechanisms underlying regeneration of the cricket leg, based on an extended steepness model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumihare Noji
  • 学会等名: The molecular and cellular basis of regeneration and tissue repair
  • 発表場所: Sant Feliu de Guixols, Spain
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] Targeted genome editing in the cricket, Gryllus bimaculatus, using CRISPR/Cas9 system (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Matsuoka, Y., Noji, S. and Mito, T
  • 学会等名: FASEB SRC on Genome Engineering-Cutting-Edge Research and Applications
  • 発表場所: バハマ国・ナッソー
  • 年月日: 2014-06-22
• [学会発表] Functions of Polycomb group gene in regulation of Hox gene expression in a primitive mode of insect embryogenesis in the cricket Gryllus bimaculatus (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsuoka, Tetsuya Bando, Takahito Watanabe, Sumihare Noji, Taro Mito
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市・ウインク愛知
  • 年月日: 2014-05-27
• [学会発表] Epigenetic regulation of gene expressions via methylation on histone H3 27th lysine residue during leg regeneration (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Hamada, Tetsuya Bando, Taro Mito, Kenji Tomioka, Sumihare Noji, Hideyo Ohuchi
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市・ウインク愛知
  • 年月日: 2014-05-27
• [学会発表] Targeted gene disruption in the cricket, Gryllus bimaculatus, using CRISPR/Cas9 system (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahito Watanabe, Yuji Matsuoka, Taro Mito, Sumihare Noji
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市・ウインク愛知
  • 年月日: 2014-05-27
• [学会発表] Epigenetic regulation of genes expressions via methylation on histone H3K27 during leg regeneration in the cricket Gryllus bimaculatus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Hamada
  • 学会等名: CDB Symposium 2014 Regeneration of Organs: Programming and Self-Organization
  • 発表場所: 理化学研究所 発生・再生総合研究センター (兵庫県神戸市)
• [学会発表] REGENERATION OF INSECT LEGS FROM STEM CELLS (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Noji
  • 学会等名: International Congress on Invertebrate Reproduction and Development
  • 発表場所: Wayne State University (Detroit, MI, USA)
  • 年月日: 2013-07-14
  • 招待講演
• [学会発表] Dachsous/Fat signaling via Hippo/Salvador/Warts pathway regulates cell proliferation and pattern formation during leg regeneration in the cricket. (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Bando
  • 学会等名: XXIV International Congress of Entomology
  • 発表場所: The EXCO-Daegu Convention Center (Daegu, Korea)
  • 年月日: 2012-08-19
  • 招待講演
• [学会発表] Involvement of Wnt and BMP signaling pathways in the regional specification of early blastoderm in the cricket Gryllus bimaculatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T.
  • 学会等名: The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for medicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] Efficient production of knockout crickets using zinc-finger nucleases (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T.
  • 学会等名: The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for medicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] Exploring mechanisms of embryonic patterning in Gryllus bimaculatus, a hemimetabolous insect model system (2012)
  • 著者名/発表者名: Mito, T.
  • 学会等名: The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for medicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Functional analysis of epigenetic regulation during embryogenesis of the cricket, Gryllus bimaculatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka, Y.
  • 学会等名: The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for me dicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Molecular mechanisms underlying cell proliferation and pattern formation during leg regeneration in Gryllus bimaculatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Bando, T.
  • 学会等名: The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for medicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
  • 発表場所: 徳島大学(徳島市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Exploring molecular mechanisms of early embryogenesis in the cricket Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Mito, T.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Polycomb group genes epigenetically determines segmental identity in the cricket, Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka, Y.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Molecular mechanisms underlying insect leg regeneration : from wound healing to leg size determination (2011)
  • 著者名/発表者名: Noji, S.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Angiomotin regulates leg size cooperatively with Expanded and Merlin during regeneration in Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Bando, T.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Making knockout crickets with zinc-finger nucleases (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Regulation of Wnt signaling pathway in anterior-posterior axis patterning in the cricket Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Morita, K.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Regeneration of Insect Legs : Involvement of the JAK-STAT and Dachsous-Fat Signaling Pathways (2011)
  • 著者名/発表者名: Noji, S
  • 学会等名: The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting "from Regeneration Biology to Regenerative Medicine (I)"
  • 発表場所: 理化学研究所発生再生センター(神戸市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] Ancestral developmental mechanisms in insects revealed by RNAi analysis of cricket genes [Symposium : RNA interference-comparative studies of gene functions in invertebrates (Organizer : Klaus H.Hoffmann)] (2011)
  • 著者名/発表者名: Mito, T.
  • 学会等名: 8th International Congress on Comparative Physiology and Biochemistry
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-01
• [学会発表] Spatio-temporally controlled misexpression of genes using the GAL4/UAS system in the cricket, Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, K.
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2011-05-20
• [学会発表] Role of the orthodenticle gene in an ancestral mode of insect embryogenesis, as revealed by expression and functional analyses in the cricket Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakai, A.
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Imaging of transgenic cricket embryos reveals cell movements consist with a syncytial patterning mechanism (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T.
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Epigenetic regulation of gene expressions during leg regeneration in the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Hamada, Y.
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Regulatory mechanism of blastemal cells mediated by polarity complexes via Dachsous/Fat and Hippo/Salvador/Warts pathway during leg regeneration in Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Bando, T.
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Targeted manipulation of genes with zinc finger nucleases in the cricket, Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T.
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Unraveling molecular mechanisms of cricket leg regeneration by RNAi (2011)
  • 著者名/発表者名: Noji S.
  • 学会等名: Joint Meeting of the German and Japanese Societies of Developmental Biologists
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Functional genomics of the cricket Gryllus bimaculatus, a model system for regeneration and evolutionary developmental studies (2011)
  • 著者名/発表者名: Mito, T.
  • 学会等名: 5th Annual Arthropod Genomics Symposium
  • 発表場所: Marriott on the Country Club Plaza (Kansas city, USA)
• [学会発表] Molecular mechanisms underlying cell proliferation and formation of positional information during insect leg regeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: Bando, T.
  • 学会等名: The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting "from Regeneration Biology to Regenerative Medicine (I)"
  • 発表場所: 理化学研究所発生再生センター(神戸市)
• [学会発表] Epigenetic regulation of leg regeneration in the cricket, Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Hamada, Y.
  • 学会等名: The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting "from Regeneration Biology to Regenerative Medicine (I)"
  • 発表場所: 理化学研究所発生再生センター(神戸市)
• [学会発表] JAK/STAT signaling is involved in insect leg regeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: Mito, T.
  • 学会等名: The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting "from Regeneration Biology to Regenerative Medicine (I)"
  • 発表場所: 理化学研究所発生再生センター(神戸市)
• [学会発表] Involvement of eyes absent and sine oculis in eye development and regeneration of the cricket Gryllus bimaculatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohuchi, H.
  • 学会等名: The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting "from Regeneration Biology to Regenerative Medicine (I)"
  • 発表場所: 理化学研究所発生再生センター(神戸市)
• [学会発表] 再生を制御する普遍的分子機構の解明：昆虫の脚再生からヒト器官再生を目指して
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉
  • 学会等名: 日本解剖学会 第 68 回中国・四国支部学術集会
  • 発表場所: 鳥取大学医学部 (鳥取県米子市)
• [学会発表] 器官再生において再生芽細胞の再分化を制御するエピジェネティックな機構
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場 (兵庫県神戸市)
• [学会発表] Molecular basis on tissue regeneration in the cricket as revealed by RNA interference
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉
  • 学会等名: International Symposium on RNAi and Genome editing methods
  • 発表場所: 徳島大学藤井記念ホール (徳島県徳島市)
  • 招待講演
• [学会発表] コオロギに学ぶ器官再生の分子メカニズム
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉
  • 学会等名: 第１１９回日本解剖学会総会・学術集会
  • 発表場所: 自治医科大学 (栃木県下野市)
  • 招待講演
• [備考] 岡山大学大学院医歯薬学総合研究科 細胞組織学分野 ホームページ
  • URL: http://square.umin.ac.jp/oka-anat/publications/index.html