原腸形成における細胞極性形成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17207015
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 上野 直人 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 教授 (40221105)
• 研究分担者: 木下 典行 基礎生物学研究所, 形態形成研究部門, 准教授 (30300940)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 48,880千円 (直接経費: 37,600千円、間接経費: 11,280千円); 2007年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2006年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2005年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
• キーワード: 細胞極性 / 原腸形成 / アフリカツメガエル / prickle / 二分脊椎症 / 初期発生 / 器官形成 / 再生 / 進化 / 細胞間相互作用 / 遺伝子発現 / 遺伝子機能 / ゲノム

研究概要

平成19年度は原腸形成における細胞移動の制御と細胞極性形成に関して顕著な研究成果を得た。研究代表者の上野らは細胞移動の負の制御機構として細胞接着の正の制御因子ANR5を同定した。ANR5は細胞増殖因子FGFの標的遺伝子として同定された遺伝子のひとつで、過剰発現やモルフォリノアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた機能阻害によって、ANR5はPAPCと直接結合して下流のRhoA活性を制御することによって細胞接着を正に制御することを明らかにした。また、ANR5は細胞同士が集団で運動するために必要な膜突起の形成に必要であり、それによって原腸形成に必須の役割を担っていることを明らかにした(Chung, H. A. etal., Curr. Biol.)。また、木下らは細胞増殖因子Wntが中胚葉細胞に作用し、細胞運動に必須の役割をもつパキシリンのユビキチン依存的分解を制御することによって原腸形成の細胞運動を調節していることを明らかにした(Iioka, H., et. Al., Nat Cell Biol.)。これらは細胞の集団としての移動が原腸形成に必須であることを示す重要な研究成果である。さらに、上野らは原腸形成時に見られる細胞の形態的・機能的極性化の開始機構について微小管伸長に着目した解析を行い、発生過程の脊索-体節間境界が極性開始シグナルを持っていることを明らかにした(Shindo, A., et al. PLoS ONE)。今後はこの極性開始シグナルの実体について研究を進めていきたいと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Coordination of cell polarity during Xenopus gastrulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Shindo A., Yamamoto T.S.&Ueno N.
  • 雑誌名: PLoS ONE 3(2)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Coordination of cell polarity during Xenopus gastrulation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Shindo A., Yamamoto T.S., UenoN
  • 雑誌名: PLoS ONE 3(2)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Coordination of cell polarity during Xenopus gastrulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Shindo A., Yamamoto T. S.& Ueno N.
  • 雑誌名: PLoS ONE 3(2)
• [雑誌論文] Projecting 2D gene expression data into 3D and 4D space (2007)
  • 著者名/発表者名: Gerth V.E., Katsuyama K., et. al.
  • 雑誌名: Dev.Dyn. 236 ページ: 1036-1043
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of novel ciliogenesis factors using a new in vivo model for mucociliary epithelial development (2007)
  • 著者名/発表者名: Hayes J.M., Kim S.K., et. al.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 312 ページ: 115-130
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Projecting 2D gene expression data into 3D and 4D space. (2007)
  • 著者名/発表者名: Gerth V.E., Katsuyama K., et. al
  • 雑誌名: Dev. Dyn. 236 ページ: 1036-1043
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of novel ciliogenesis factors using a new in vivo model for mucociliary epithelial development (2007)
  • 著者名/発表者名: Hayes J.M., Kim S.K., et. al.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 312 ページ: 115-130
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Projecting 2D gene expression data into 3D and 4D space (2007)
  • 著者名/発表者名: Gerth V. E., Katsuyama K., et. al.
  • 雑誌名: Dev.Dyn. 236 ページ: 1036-1043
• [雑誌論文] dentification of novel ciliogenesis factors using a new in vivo model for mucociliary epithelial development (2007)
  • 著者名/発表者名: Hayes J. M., Kim S. K., et. al.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 312 ページ: 115-130
• [雑誌論文] Monounsaturated fatty acid modification of Wnt protein : its role in Wnt secretion. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takada, R., Satomi, Y., Kurata, T., Ueno, N., Norioka, S., Kondoh, H., Takao, T., Takada, S.
  • 雑誌名: Dev. Cell 11 ページ: 791-801
• [雑誌論文] Nucleosome regulator Xhmgb3 is required for cell proliferation of the eye and brain as a downstream target of Xenopus rax/Rx1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Terada, K., Kitayama, A., Kanamoto, T., Ueno, N., Furukawa, T.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 291 ページ: 398-412
• [雑誌論文] XGAP, and ArfGAP, is required for polarized localizaton of PAR proteins and cell polarity Xenopus gastrulation (2006)
  • 著者名/発表者名: Hyodo-Miura, J., Yamamoto, TS., Hyodo, AC., Iemusa, S., Kusakabe, M, Nishida, E., Natsume T., Ueno N.
  • 雑誌名: Dev. Cell 11 ページ: 69-79
• [雑誌論文] The initiator caspase, caspase-10beta, and the BH-3-only molecule, Bid, demonstrate evolutionary conservation in Xenopus of their pro-apoptotic activities in the extrinsic and intrinsic pathways. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kominami, K., Takagi, C., Kurata, T., Kitayama, A., Nozaki, M., Sawasaki, T., Kuida, K., Endo, Y., Manabe, N., Ueno, N., Sakamaki K.
  • 雑誌名: Genes Cells. 11 ページ: 701-717
• [雑誌論文] Transgenic Xenopus laevis strain expressing cre recombinase in muscle cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Waldner C, Sakamaki, K., Ueno N., Turan, G., Ryffel GU.
  • 雑誌名: Dev. Dyn 235 ページ: 2220-2228
• [雑誌論文] Kruppel acts as a gap gene regulating expression of hunchback and even-skipped in the intermediate germ cricket Gryllus bimaculatus (2006)
  • 著者名/発表者名: Mito T.et al.
  • 雑誌名: Dev.Biol (In press)
• [雑誌論文] FGF10 is required for cell proliferation and gland formation in the stomach epithelium of the chicken embryo.. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shin, M., et al.
  • 雑誌名: Dev.Biol (In press)
• [雑誌論文] FGF signal regulates gastrulation cell movements and morphology through its target NRH (2005)
  • 著者名/発表者名: Chung, H.A.et al.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 282 ページ: 95-110
• [雑誌論文] Transgenic frogs expressing the highly fluorescent protein venus under the control of a strong mammalian promoter suitable for monitoring living cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Sakamaki, K. et al.
  • 雑誌名: Dev Dyn 233 ページ: 562-569
• [雑誌論文] Non-canonical functions of control of hunchback in segment patterning of the intermediate germ cricket Gryllus bimaculatus (2005)
  • 著者名/発表者名: Mito T.et al.
  • 雑誌名: Development May; 132(9) ページ: 2069-2079
• [雑誌論文] Notch signaling functions as a binary switch for the determination of glandular and luminal fates of endodermal epithelium during chicken stomach development (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, Y. et al.
  • 雑誌名: Development 132 ページ: 2783-2793