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ヒドラの発生を制御するペプチドの大規模スクリーニングと機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 09480208
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 発生生物学
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

藤澤 敏孝 (藤沢 敏孝)  国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助教授 (60000262)

研究分担者 服田 昌之  国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助手 (00249947)
清水 裕  国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助手 (60178986)
研究期間 (年度) 1997 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2000年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1999年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードヒドラ / ペプチド性シグナル分子 / 網羅的単離・同定 / 上皮ペプチド / モルフォジェン / 形態形成 / 神経細胞分化 / 形態形成因子 / 神経ペプチド / 神経のホメオスタシス / 足部形成活性化ペプチド / 神経分化 / 負のフィードバックシグナル / 正のフィードバックシグナル
研究概要

淡水の腔腸動物ヒドラから発生に関与するペプチド性シグナル分子を網羅的に単離同定するプロジェクトを推進した。その結果、約300のペプチドを単離し、120についてアミノ酸配列を決定した。現在までに、15画分中4画分の単離を終えた。
興味あるペプチドとして、以下のものを得た。上皮ペプチド:Hym-323とHym-346。両者ともヒドラ体軸に沿う位置価に影響を及ぼし足部形成を促進するモルフォジェン様ペプチドである。アミノ酸配列、遺伝子、抗体の解析からこれらは全く異なったペプチドであった。これらの遺伝子の正常および再生ヒドラにおける発現を解析した。正常ヒドラで、Hm-346は足部内胚葉上皮に特異的に発現するが、同時に触手基部でも強い発現が見られた。このことはHym-346は触手形成に関わる可能性を示唆する。足部再生においては、Hym-346は初期に発現を開始し足部形成後も発現を続ける。このことはHym-346が足部形成だけでなく維持にも必要なことを示す。一方、Hym-323は足部形成中ずっと発現を続け、成熟した足ができて初めて発現を停止する。従って、Hym-323は足部形成に必要だが、維持に不要であることを示唆する。また、新規のペプチドHym-301は14アミノ酸残基からなり分子内S-S結合をもち、C-末端がアミド化したペプチドである。この遺伝子および抗Hym-301抗体を用いた発現、局在解析から、Hym-301は頭部外胚葉上皮細胞に特異的に存在する上皮ペプチドで、Hym-301をヒドラに与えると触手形成が促進され、逆にRNAiによる遺伝子発現を阻害すると触手形成が抑制された。このことからHym-301は触手形成に関わるペプチドであると結論した。C-末端がアミド化したペプチドで形態形成に関わる例は本研究が最初である。
一方、神経ペプチドとしては、神経分化を正に制御するHym-355を得、上皮ペプチド族PW peptidesとの拮抗作用で、神経集団を一定に保つフィードバックループを形成することが明らかになった。その他、筋収縮を司る神経ペプチドを2種も同定した。

報告書

(5件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] Yum,S.: "A novel neuropeptide, Hym-176 induces contraction of the ectodermal muscle in Hydra."Biochem.Biophys.Res.Comm.. 248. 584-690 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yum,S.: "The structure of a preprohormone of a neuropeptide, Hym-176 in Hydra."FEBS Letters. 439. 31-34 (1998)

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  • [文献書誌] Grens,A.: "Pedibin/Hym-346 lowers positional value thereby enhancing foot formation in hydra."Development. 12. 517-524 (1999)

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  • [文献書誌] Hatta,M.: "Identification of a homolog of actin-binding protein< ABP-280, Localized at epithelilal cell-cell boundaries in hydra."Zool.Sci.. 16. 439-443 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hatta,M.: "Reproductive and genetic evidence for a reticulate evolutionary history of mass-spawning corals."Mol.Biol.Evol.. 209. 1607-1613 (1999)

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  • [文献書誌] Kumpfmueller,G.: "Identification of an astacin matrix metalloprotease as target gene for Hydra foot activator peptides."Development, Genes and Evolution. 209. 601-607 (1999)

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  • [文献書誌] Takahashi,T.: "A novel peptide, Hym-355, positively regulates neuron differentiation in Hydra."Development. 127. 997-1005 (2000)

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  • [文献書誌] Cardenas,M.: "Selective protein kinase inhibitors block head specific differentiation in Hydra."Cell.Signal.. 12. 649-658 (2000)

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  • [文献書誌] Mochizuki K.: "Expression and evolutionary conservation of nanos-related genes in Hydra."Development, Genes and Evolution. 210. 591-602 (2000)

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  • [文献書誌] Harafuji,N.: "Enhancement of foot formation in Hydra by a novel epitheliopeptide, Hym-323."Development. 210. 437-446 (200)

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  • [文献書誌] Bosch,T.C.G.: "Polyps, peptides and patterning."Bioesssays. (In press).

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  • [文献書誌] Takahashi T.: "Identification of a new member of the Lwamide peptide family : Physiological activity and cellular localization in Cnidaian polyps."Biological Bulletin. (In press).

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  • [文献書誌] Mochizuki K.: "Universal occurrence of the vasa-related genes among metazoans and their germline expression in Hydra."Development, Genes and Evolution. (In press).

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  • [文献書誌] 藤澤敏孝: "新規ホルモン探索の新戦略と腔腸動物のホルモン「ホルモンの分子生物学」"日本比較内分泌学会編学会出版センター. 20 (1998)

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  • [文献書誌] 藤澤千笑: "ヒドラの生殖細胞分化と個体の性決定「蛋白質核酸酵素」"共立出版. 10 (1998)

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  • [文献書誌] 高橋俊雄: "ヒドラの神経ペプチド「遺伝」"裳華房. 6 (1999)

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  • [文献書誌] Yum, S., Takahashi, T., Koizumi, O., Ariura, Y., Kobayakawa, Y., Mohri, S.and Fujisawa, T.: "A novel neuropeptide, Hym-176 induces contraction of the ectodermal muscle in Hydra."Biochem.Biophys.Res.Comm. 248. 584-590 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yum, S., Takahashi, T., Hatta, M.and Fujisawa, T.: "The structure of a preprohormone of a neuropeptide, Hym-176 in Hydra magnipapillata"FEBS Letters. 439. 31-34 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Grens, A., Shimizu, H., Hoffmeister, S., Bode, H.R., and Fujisawa, T.: "Pedibin/Hym-346 lowers positional value thereby enhancing foot formation in hydra."Development. 126. 517-524 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hatta, M., Sakaguchi, M., Kobayakawa, Y., Kshimoto, Y.and Koizumi O.: "Identification of a homolog of actin binding protein, ABP-280, Localized at epithelilal cell-cell boundaries in hydra."Zool.Sci.. 16. 439-443 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hatta, M., Fukami, H., Wang, W., Omori, M., Shimoike, K., Hayashibara, T., Ina, Y.and Sugiyama, T.: "Reproductive and genetic evidence for a reticulate evolutionary history of mass-spawning corals."Mol.Biol.Evol.. 16. 1607-1613 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kumpfmueller, G., Rybakine, V., Takahashi, T., Fujisawa, T., and Bosch, T.C.G.: "Identification of an astacin matrix metalloprotease as target gene for Hydra foot"Development, Genes and Evolution. 209. 601-607 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, T., Koizumi, O., Ariura, Y, Romanovitch, A., Bosch, T.C.G., Kobayakawa, Y., Mohri, S.Bode, H., Yum, S., Hatta, M., and Fujisawa, T.: "A novel peptide, Hym-355, positively regulates neuron differentiation in Hydra."Development. 127. 997-1005 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cardenas, M., Fabila, Y.V., Yum, S., Cerbon, J.Boehmer, F., Wetzkerr, R., Fujisawa, T., Bosch T.C.G.and Salgado, L.M.: "Selective protein kinase inhibitors block head specific differentiation in hydra"Cell.Signal.. 12(9-10). 649-658 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mochizuki, K., Sano, H., Kobayashi, S., Nishimiya-Fujisawa, C., and Fujisawa, T.: "Expression and evolutionary conservation of nanos-related genes in Hydra."Development, Genes and Evolution. 210. 591-602 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harafuji, N., Takahashi, T., Hatta, M., Tezuka, H,, Morishita, F., Matsushima, O., and Fujisawa, T.: "Enhancement of foot formation in Hydra by a novel epitheliopeptide, Hym-323."Development. 128. 437-446 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Bosch, T.C.G.and Fujisawa, T.: "Polyps, peptides and patterning."Bioessays. (in press).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, T., Kobayakawa, Y., Muneoka, Y., Fujisawa, Y., Mohri, S., Hatta, M., Shimizu, H., Fujisawa, T., Sugiyama, T., Takahara, M., & Koizumi, O.: "Identification of a new member of the LWamide peptide family : Physiological activity and cellular localization in cnidarian polyps."Biological Bulletin. (in press).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mochizuki, K., Nishimiya-Fujisawa, C., and Fujisawa, T.: "Universal occurrence of the vasa-related genes among metazoans and their germline expression in Hydra."Development, Genes and Evolution. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mochizuki K.: "Universal occurrence of the vasa-related genes among metazoans and their germline expression in Hydra."Development, Genes and Evolution. (In press).

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Bosch T.C.G.: "Polyps, peptides and patterning."Bioessays. (In press).

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi T.: "Identification of a new member of the Lwamide peptide family : Physiological activity and cellular localization in Cnidaian polyps."Biological Bulletin. (In press).

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Harafuji N.: "Enhancement of foot formation in Hydra by a novel epitheliopeptide, Hym-323."Development. 210. 437-446 (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Cardenas M.: "Selective protein kinase inhibitors block head specific differentiation in hydra."Cellular Signaling. 12. 649-658 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Mochizuki K.: "Expression and evolutionary conservation of nanos-related genes in Hydra."Development, Genes and Evolution. 210. 591-602 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi, T.: "A novel neuropeptide, hym-355, positively regulates neuron differentiation in Hydra"Development. 127. 997-1005 (2000)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kumpfmueller, G.: "Identification of an astacin matrix metalloprotease as target gene for Hydra foot activator peptides"Development, Genes and Evolution. 209. 601-607 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Grens,A.: "Pedibin/Hym-346 lowers positional value thereby enhancing foot formation in hydra." Development. 126. 517-524 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yum,S.: "The structure of a preprohormone of a neuropeptide,Hym-176 in Hydra magnipapillata." FEBS Letters. 439. 31-34 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yum,S.: "A novel neuropeptide,Hym-176 induces contraction of the ecotodermal muscie in hydra." Biochem.Biophys.Res.Comm.248. 584-590 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 藤澤敏孝: "「ホルモンの分子生物学」第8巻" 日本比較内分泌学会編 学会出版センター, 20 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Murate,M.: "Hydra regeneration from recombined ectodermal and endodermal tissue.ll.Transient loss of the endodermal epithelial tissue organization." J.Cell Sci.110. 1919-1934 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi,T.: "Structure-activity relation of LWamide peptides synthesized with a multi-peptide synthesizer." Peptide Chemistry. 1996. 193-196 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi,T.: "Systematic isolation of peptide signal molecules regulating development in Hydra:l.LWamide and PW families." Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.A.94. 1241-1246 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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