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水流が生体に位置情報を伝える機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07425
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 発生生物学
研究機関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、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 (2018-2020)
基礎生物学研究所 (2017)

研究代表者

野中 茂紀  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、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 准教授 (90435529)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード左右性 / 繊毛 / ライトシート顕微鏡 / 左右性決定 / 発生学 / 発生 / 水流 / 左右非対称性 / 発生・分化 / 生物物理 / 生理学
研究成果の概要

哺乳類発生の左右決定においては胚表面の繊毛運動が作る水流が決定的に重要だが、水流が胚自身によって検知される機構は未だ謎である。そこで我々は、その機構として考えられうるモデルの検証を行った。その中で最も有力視されている、「水流のずり応力が左右の情報を伝える(ずり応力モデル)」については、少なくとも提唱されているモデルそのままでは成り立たなそうであることがわかった。他のモデルについては、研究期間中に結論出すには至らず、今後さらに解析を続ける。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、生物物理学的には、生体内において水流がその向きだけでなく上流・下流という位置情報を伝える、他にあまり例のないユニークなシステムの解析である。発生学的には、体軸決定という最も基本的な問題に迫るものである。医学的には、ヒトにも稀に見られる内臓逆位症の原因を理解するためのものである。結果、完全な解明には至らなかったが、今まで最有力視されてきた仮説について、少なくとも提唱されているそのままのかたちでは成立しないであろうという知見を得ることができた。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Light-sheet microscopy-based 3D single-cell tracking reveals a correlation between cell cycle and the start of endoderm cell internalization in early zebrafish development2020

    • 著者名/発表者名
      Kondow Akiko、Ohnuma Kiyoshi、Kamei Yasuhiro、Taniguchi Atsushi、Bise Ryoma、Sato Yoichi、Yamaguchi Hisateru、Nonaka Shigenori、Hashimoto Keiichiro
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 62 号: 7-8 ページ: 495

    • DOI

      10.1111/dgd.12695

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transient microglial absence assists postmigratory cortical neurons in proper differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hattori, Yu Naito, Yoji Tsugawa, Shigenori Nonaka, Hiroaki Wake, Takashi Nagasawa, Takaki Miyata
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1631-1631

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15409-3

    • NAID

      120006841707

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Developmental analyses of mouse embryos and adults using a non-overlapping tracing system for all three germ layers2019

    • 著者名/発表者名
      Serizawa Takashi、Isotani Ayako、Matsumura Takafumi、Nakanishi Katsuyuki、Nonaka Shigenori、Shibata Shinsuke、Ikawa Masahito、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1242/dev.174938

    • NAID

      120006957441

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] System level analysis of motor-related neural activities in larval Drosophila2019

    • 著者名/発表者名
      Yoon Youngteak、Park Jeonghyuk、Taniguchi Atsushi、Kohsaka Hiroshi、Nakae Ken、Nonaka Shigenori、Ishii Shin、Nose Akinao
    • 雑誌名

      Journal of Neurogenetics

      巻: 33 号: 3 ページ: 179-189

    • DOI

      10.1080/01677063.2019.1605365

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Calaxin is required for cilia-driven determination of vertebrate laterality2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Keita、Shiba Kogiku、Nakamura Akihiro、Kawano Natsuko、Satouh Yuhkoh、Yamaguchi Hiroshi、Morikawa Motohiro、Shibata Daisuke、Yanase Ryuji、Jokura Kei、Nomura Mami、Miyado Mami、Takada Shuji、Ueno Hironori、Nonaka Shigenori、Baba Tadashi、Ikawa Masahito、Kikkawa Masahide、Miyado Kenji、Inaba Kazuo
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 226-226

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0462-y

    • NAID

      120006957456

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary transformation of mouthparts from particle-feeding to piercing carnivory in Viper copepods: Review and?3D analyses of a key innovation using advanced imaging techniques2019

    • 著者名/発表者名
      Kaji Tomonari、Song Chihong、Murata Kazuyoshi、Nonaka Shigenori、Ogawa Kota、Kondo Yusuke、Ohtsuka Susumu、Palmer A. Richard
    • 雑誌名

      Frontiers in Zoology

      巻: 16 号: 1

    • DOI

      10.1186/s12983-019-0308-y

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Skeleton construction upon local regression of the sponge body2019

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Kouji、Sugano‐Yasunaga Wakana、Taniguchi Atsushi、Agata Kiyokazu、Nonaka Shigenori、Funayama Noriko
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 61 号: 9 ページ: 485-500

    • DOI

      10.1111/dgd.12636

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of cellular shape on sliding behavior of ciliates2018

    • 著者名/発表者名
      Nishigami Yukinori、Ohmura Takuya、Taniguchi Atsushi、Nonaka Shigenori、Manabe Junichi、Ishikawa Takuji、Ichikawa Masatoshi
    • 雑誌名

      Communicative & Integrative Biology

      巻: 11 号: 4 ページ: e1506666-e1506666

    • DOI

      10.1080/19420889.2018.1506666

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simple mechanosense and response of cilia motion reveal the intrinsic habits of ciliates2018

    • 著者名/発表者名
      Ohmura Takuya, Nishigami Yukinori, Taniguchi Atsushi, Nonaka Shigenori, Manabe Junichi, Ishikawa Takuji, Ichikawa Masatoshi
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 115 号: 13 ページ: 3231-3236

    • DOI

      10.1073/pnas.1718294115

    • NAID

      120006416185

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rotation of stress fibers as a single wheel in migrating fish keratocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Okimura, C., Taniguchi, A., Nonaka, S. and Iwadate, Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 10615-10615

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28875-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Axially-confined in vivo single-cell labeling by primed conversion using blue and red lasers with conventional confocal microscopes2017

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Atsushi、Kimura Yukiko、Mori Ikue、Nonaka Shigenori、Higashijima Shin-ichi
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 59 号: 9 ページ: 741-748

    • DOI

      10.1111/dgd.12412

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Live imaging of primary ocular vasculature formation in zebrafish2017

    • 著者名/発表者名
      Hashiura T, Kimura E, Fujisawa S, Oikawa S, Nonaka S, Kurosaka D, Hitomi J
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12(4) 号: 4 ページ: e0176456-e0176456

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0176456

    • 関連する報告書
      2017 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] マウス胚ノード繊毛の基底小体の左右性2020

    • 著者名/発表者名
      餘家博、谷口篤史、野中茂紀
    • 学会等名
      第53回発生生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高速ライトシート顕微鏡の開発及びそれを用いた発生の左右初期決定機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      野中茂紀
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類発生における左右非対称性の初期決定2019

    • 著者名/発表者名
      野中茂紀
    • 学会等名
      弘前大学農学生命科学部研究推進セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光シート顕微鏡の原理と近年の動向2019

    • 著者名/発表者名
      野中茂紀
    • 学会等名
      日本学術振興会ナノプローブテクノロジー第167委員会第91回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 三次元粒子画像流速測定法によるノード流の解析2019

    • 著者名/発表者名
      谷口篤史、西上幸範、野中茂紀
    • 学会等名
      第57回年日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of nodal flow by three-dimensional particle image velocimetry2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Taniguchi, Yukinori Nishigami, and Shigenori Nonaka
    • 学会等名
      The 2nd NIBB-Princeton Joint Symposium "Imaging and Quantitative Biology"
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元粒子画像流速測定法によるノード流の解析2019

    • 著者名/発表者名
      谷口篤史、西上幸範、野中茂紀
    • 学会等名
      第2回ExCELLSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on left-right bias in arrangements of basal body-associated proteins in mouse node cilia2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yoke and Shigenori Nonaka
    • 学会等名
      The 2nd NIBB-Princeton Joint Symposium "Imaging and Quantitative Biology"
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on left-right bias in arrangements of basal body-associated proteins in mouse node cilia2019

    • 著者名/発表者名
      餘家博、野中茂紀
    • 学会等名
      第2回ExCELLSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス胚ノード繊毛基底小体の左右性2019

    • 著者名/発表者名
      餘家博、野中茂紀
    • 学会等名
      第10回繊毛研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of initial determination of left-right asymmetry in development using fast light-sheet microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      野中茂紀
    • 学会等名
      新学術領域レゾナンスバイオ国際支援共催セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高速ライトシート顕微鏡の開発及びそれを用いた発生の左右初期決定機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      野中茂紀
    • 学会等名
      第25回医用近赤外線分光法研究会・2018年度分光学会生細胞分光部会・第7回レーザー学会ニューロフォトニクス研究会 合同研究会 "Medical Optics & Spectroscopy 2018"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Initial determination of left-right asymmetry in mammalian development2019

    • 著者名/発表者名
      Shigenori Nonaka
    • 学会等名
      ExCELLS Frontier Bioorganization Forum
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マルチ顕微鏡活用術2017

    • 著者名/発表者名
      野中茂紀
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional analysis of the nodal flow in the mouse embryo by the rapid 3-D light-sheet microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Taniguchi, Shigenori Nonaka
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ライトシート・ライトフィールド顕微鏡が実現する細胞・組織レベルの超高速3Dイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      野中茂紀
    • 学会等名
      バイオナノフォトニクス新産業創造研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 実験医学2019年8月号記事「イメージングデータ解析よろず相談所 大量画像解析のための自動化手法・基礎編」2019

    • 著者名/発表者名
      野中茂紀
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758125222
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] イメージングの選び方・使い方100+(3457-3459 「光シート顕微鏡の動向」を執筆)2018

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵、永井健治、野中茂紀、他
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758103756
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] ライフサイエンス顕微鏡学ハンドブック2018

    • 著者名/発表者名
      山科正平、高田邦昭 責任編集(野中茂紀は「組織の観察」を担当)
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254310948
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Laboratory for Spatiotemporal Regulations

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/~bioimg2/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 簡単な物理モデルで解き明かす微生物の生存戦略~繊毛虫テトラヒメナの壁面付近への集積メカニズムを解明~

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/pressroom/news/2018/03/15.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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