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ERK活性の時空間伝搬による上皮陥入の再構成

研究課題

研究課題/領域番号 16K21629
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 発生生物学
細胞生物学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

小椋 陽介  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (20733158)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード器官形成 / 細胞間シグナル伝達 / 形態形成 / 上皮 / Sos / Ras / ERK / 画像解析 / 上皮の陥入 / MAPK / 数理モデル / 細胞骨格 / アクトミオシン / 光遺伝学 / 細胞間情報伝達
研究成果の概要

細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK)は、細胞の増殖・運動・分化などの多様な現象を制御する。生体内ではERK活性が複雑な時空間パターンで変化するが、その発生現象への寄与については未解明であった。本研究は、器官形成に重要な上皮の陥入の過程で見られるERK活性の伝搬現象に注目し、ERK活性の時空間パターンが形態形成運動を制御する仕組みを解明した。具体的な成果としては、(1)ERKシグナルのポジティブフィードバックがERK活性を細胞間伝搬させることを明らかにし、上皮陥入への寄与を示した。(2)FRET画像の解析手法を確立し、神経外胚葉分化における細胞質と核でのERK活性の差異を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生医学においては、適切な形と大きさをもつ器官を試験管内で再構築する技術基盤の確立が期待されている。今回得られた研究成果は、器官の自律的発生の背景にある分子・細胞レベルの仕組みの一端を解明した。このような知見は、モデル生物の発生の理解にとどまらず、上記のような医療の基盤技術の確立にも応用が期待される。このような、学術的・社会的意義の側面については、理化学研究所のウェブサイトのプレスリリースとして掲載し、神戸新聞でも報道された。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Automated FRET quantification shows distinct subcellular ERK activation kinetics in response to graded EGFR signaling in Drosophila2019

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ogura, Mustafa M. Sami, Housei Wada , Shigeo Hayashi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 24 号: 4 ページ: 297-306

    • DOI

      10.1111/gtc.12679

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A switch-like activation relay of EGFR-ERK signaling regulates a wave of cellular contractility for epithelial invagination.2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ogura, Fu-Lai Wen, Mustafa M. Sami, Tatsuo Shibata, Shigeo Hayashi
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 46 号: 2 ページ: 162-172

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2018.06.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] IKKε inhibits PKC to promote Fascin-dependent actin 2016bundling2016

    • 著者名/発表者名
      Otani T, Ogura Y, Misaki K, Maeda T, Kimpara A, Yonemura S, Hayashi S
    • 雑誌名

      Development

      巻: 143 号: 20 ページ: 3806-3816

    • DOI

      10.1242/dev.138495

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Iterative relay of epidermal growth factor receptor signaling regulates epithelial invagination via a wave of cellular contractility2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ogura, Fu-Lai Wen, Mustafa M. Sami, Tatsuo Shibata, Shigeo Hayashi
    • 学会等名
      第70回日本発生生物学会(日本細胞生物学会合同大会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエ胚発生過程におけるEGFR-ERKシグナル活性化のダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      小椋 陽介
    • 学会等名
      細胞集団運動の統合的理解に向けたメカノバイオロジー研究の国際共同ネットワーク構築(SPIRITS: 「知の越境」融合チーム研究プログラム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intercellular propagation of EGF-ERK signaling by relay mechanism directs epithelial invagination2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ogura, Fu-Lai Wen, Mustafa M. Sami, Tatsuo Shibata, Shigeo Hayashi
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Joint Meeting on Bioimaging for Young Researchers
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EGF-ERK/MAPKシグナルの反復リレーによる上皮の陥入2017

    • 著者名/発表者名
      小椋 陽介, Fu-Lai Wen, Mustafa M. Sami, 柴田 達夫, 林 茂生
    • 学会等名
      分子生物学会年会(生命科学系学会合同年次大会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Automated image processing and analysis software for epithelial cells quantification2017

    • 著者名/発表者名
      Mustafa M. Sami, Yosuke Ogura, Yu-Chiun Wang, Shigeo Hayashi
    • 学会等名
      17th international ELMI meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Iterative EGF-ERK signaling relay directs mechanical force required for epithelial invagination2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ogura, Fu-Lai Wen, Mustafa M. Sami, Tatsuo Shibata and Shigeo Hayashi
    • 学会等名
      18th international Congress of Developmental Biology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An intercellular relay of EGF-ERK signaling polarizes the mechanical force to facilitate invagination of organ placode2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ogura, Fu-Lai Wen, Mustafa M. Sami, Tatsuo Shibata and Shigeo Hayashi
    • 学会等名
      EMBL Symposium: Mechanical Forces in Biology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ERK活性の細胞間伝搬が制御する上皮の陥入2016

    • 著者名/発表者名
      小椋 陽介, 林 茂生
    • 学会等名
      4D細胞計測若手の会
    • 発表場所
      KKR熱海
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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