遺伝子ネットワークの操作による新規細胞の創出

• 研究課題/領域番号: 17K19397
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 今井 薫 (佐藤薫) 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (00447921)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2017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: 神経堤細胞 / 神経提細胞 / 発生・分化

研究成果の概要

脊椎動物の神経堤細胞は脊椎動物の胚発生において神経・表皮境界領域から生じ、体の様々な場所に移動して様々な細胞に分化し脊椎動物の体を作る上で重要な役割を果たしている。海産無脊椎動物ホヤは脊椎動物と同じ脊索動物であるが、神経提細胞は持っておらず脊椎動物の進化の過程で、神経・表皮境界領域の細胞が移動能と多分化能をもつことによって神経提細胞が生み出されたのではないかと考えられている。本研究では脊椎動物の神経提細胞形成のネットワークとホヤの神経・表皮境界領域における遺伝子ネットワークを比較し、ホヤで欠如しているネットワークを補うことにより、ホヤに人為的に神経提細胞を作りだすことを試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脊椎動物の神経提細胞形成のネットワークとホヤの神経・表皮境界領域における遺伝子ネットワークを比較すると、ホヤでも共通のサブネットワークが多く見つかるが、神経提細胞を特殊化するネットワークや、細胞の移動や分化をつかさどるネットワークの一部が欠けている。これらホヤで欠如しているネットワークの構成遺伝子(TFAP2, myc, SoxF, FoxD)について、ホヤのネットワークを人工的に補う遺伝子導入実験を行ったところ、背側神経・表皮境界領域において神経堤細胞特異的遺伝子が発現することを確認した。しかし、これら細胞が神経堤細胞のように移動していく様子は観察されなかった。