細胞内外の小分子による上皮性管構造の構築原理の解明

• 研究課題/領域番号: 15KT0154
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 特設分野
• 研究分野: 構成的システム生物学
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 鈴木 誠 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 助教 (10533193)
• 連携研究者: 上野 直人 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 教授 (40221105) ; 小山 宏史 基礎生物学研究所, 初期発生研究部門, 助教 (10530462) ; 加藤 輝 大学共同利用機関法人自然科学研究機構, 新分野創成センター, 特任助教 (30391915)
• 研究協力者: 安江 奈緒子
• 研究期間 (年度): 2015-07-10 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: カルシウムイオン / 神経管形成 / 頂端収縮 / アフリカツメガエル / 光操作 / ツメガエル / 細胞外ATP

研究成果の概要

本研究では、脳と脊髄の原基である神経管が構築される過程をモデルとして、上皮シート変形における細胞内のカルシウムイオンの機能の探索を行った。その結果、上皮シート変形に必要な細胞運動である頂端収縮の誘導技術の開発、頂端収縮を実現するための分子機構の解明、さらに細胞運動の同調性と上皮シート変形の効率の間に存在する法則性の提唱に成功した。本研究の成果は、神経管に留まらず上皮性器官の普遍的な構築原理の理解に貢献すると期待される。

研究成果

• [国際共同研究] アルバータ大学(カナダ)
• [雑誌論文] Distinct intracellular Ca2+ dynamics regulate apical constriction and differentially contribute to neural tube closure. (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Sato, M., Koyama, H., Hara, Y., Hayashi, K., Yasue, N., Imamura, H., Fujimori, T., Nagai, T., Campbell, RE., Ueno, N.
  • 雑誌名: Development. 巻: 144 号: 7 ページ: 1307-1316
  • DOI: 10.1242/dev.141952
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mechanical regulation of three-dimensional epithelial fold pattern formation in the mouse oviduct (2016)
  • 著者名/発表者名: Koyama, H., Shi, D., Suzuki, M., Ueno, N., Uemura, T., Fujimori, T.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 111 号: 3 ページ: 650-665
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2016.06.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical roles of apical constriction, cell elongation, and cell migration during neural tube formation in Xenopus, Biomechanics and Modeling in Mechanobiology (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Inoue, Makoto Suzuki, Tadashi Watanabe, Naoko Yasue, Itsuki Tateo, Taiji Adachi, Naoto Ueno
  • 雑誌名: Biomechanics and Modeling in Mechanobiology 巻: 15 号: 6 ページ: 1733-1746
  • DOI: 10.1007/s10237-016-0794-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Differences in the Mechanical Properties of the Developing Cerebral Cortical Proliferative Zone between Mice and Ferrets at both the Tissue and Single-Cell Levels. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagasaka, A., Shinoda, T., Kawaue, T., Suzuki, M., Nagayama, K., Matsumoto, T., Ueno, N., Kawaguchi, A. and Miyata, T.
  • 雑誌名: Front Cell Dev. Biol. 巻: 25 ページ: 139-139
  • DOI: 10.3389/fcell.2016.00139
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 動物発生のバイオメカニクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 上野直人, 鈴木誠, 根岸剛文.
  • 学会等名: 日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: ウインクあいち（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2017-01-19
  • 招待講演
• [学会発表] Periodic actomyosin contractility contributes to convergence movement during neurulation in zebrafish (2017)
  • 著者名/発表者名: Makoto Suzuki, Naoto Ueno.
  • 学会等名: 18th International Congress of Developmental Biology
  • 国際学会
• [学会発表] Distinct intracellular Ca2+ dynamics regulate apical constriction and differentially contribute to neural tube closure (2017)
  • 著者名/発表者名: Makoto Suzuki, Masanao Sato, Hiroshi Koyama, Naoto Ueno.
  • 学会等名: 第27回日本数理生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Distinct intracellular calcium ion dynamics regulate apical constriction and differentially con- tribute to neural tube closure (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Ueno, N.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology (OIST, Okinawa)
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県・恩納村）
  • 国際学会 / 招待講演