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局所的シグナル分布が作り出す組織のパターン形成

研究課題

研究課題/領域番号 17K19418
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 (2018-2019)
大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設) (2017)

研究代表者

高田 慎治  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, 教授 (60206753)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード遺伝子 / 細胞 / シグナル伝達 / 極性 / 発生・分化 / 細胞・組織
研究成果の概要

組織や器官の形成過程において、Wntなどの分泌性シグナル蛋白質は重要な役割をはたすが、それらの空間的挙動は十分に理解されていない。研究代表者らは、分泌されたWntが「グローバルな濃度勾配」を形成するのではなく、細胞膜上の局所に「ローカルに局在化」することに着目し、アフリカツメガエルの初期発生を材料にWnt11と平面内細胞極性に関わる因子(PCP因子)との関係を解析した。その結果、WntはPCP因子との相互作用によって極性化するとともに、極性化したWntがさらにPCP因子の極性化を誘導することを示唆する結果を得た。このような相互誘導がリレー式に広がり組織全体を極性化するものと考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、Wnt蛋白質は細胞間を自由拡散し組織の広い範囲に渡る「グローバルな濃度勾配」を形成すると考えられてきたが、本研究の結果はWntが極性を持って上皮シート上に分布することを示しており、これまで見過ごされてきたWnt蛋白質の「ローカルな局在化」の重要性を示唆している。さらに、このようなローカルな局在化は、Wntと PCP因子との相互作用によるものであり、それがさらにPCP因子の極性化を誘導することを本研究の結果は強く示唆している。このような相互誘導がリレー式に広がることにより組織全体に極性形成が起きるというモデルは、平面内細胞極性に形成機構に対して新たな考え方を提唱するものである。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 12件、 招待講演 12件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] UNIVERSITY OF ABERDEEN(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Wnt produced by stretched roof-plate cells is required for the promotion of cell proliferation around the central canal of the spinal cord2019

    • 著者名/発表者名
      Shinozuka Takuma、Takada Ritsuko、Yoshida Shosei、Yonemura Shigenobu、Takada Shinji
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146 号: 2 ページ: 159343-159343

    • DOI

      10.1242/dev.159343

    • 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] Novel components of germline sex determination acting downstream of foxl3 in medaka2019

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Mariko、Nishimura Toshiya、Saito Daisuke、Shigenobu Shuji、Takada Ritsuko、Gutierrez-Triana Jos? Arturo、Cerd?n Juan Luis Mateo、Takada Shinji、Wittbrodt Joachim、Suyama Mikita、Tanaka Minoru
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 445 号: 1 ページ: 80-89

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2018.10.019

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Assembly of protein complexes restricts diffusion of Wnt3a proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Takada, R., Mii, Y., Krayukhina, E., Maruyama, Y., Mio, K., Sasaki, Y., Shinkawa, T., Pack, C.-G., Sako, Y., Sato, C., Uchiyama, S., Takada, S.
    • 雑誌名

      Commun. Biol.

      巻: 1 号: 1 ページ: 165-165

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0172-x

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Roles of two types of heparan sulfate clusters in Wnt distribution and signaling in Xenopus2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii, Takayoshi Yamamoto, Ritsuko Takada, Shuji Mizumoto, Makoto Matsuyama, Shuhei Yamada, Shinji Takada, and Masanori Taira
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1973-1973

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02076-0

    • 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] Ripply3 is required for the maintenance of epithelial sheets in the morphogenesis of pharyngeal pouches2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya, Y., Mii, Y., Okada, K., Furuse, M., Okubo, T., Takada, S.
    • 雑誌名

      Dev. Growth Diff.

      巻: 60 号: 2 ページ: 87-96

    • DOI

      10.1111/dgd.12425

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of signaling proteins in the extracellular space2019

    • 著者名/発表者名
      S. Takada
    • 学会等名
      ExCELLS Visit Talks in IBC Academia Sinica
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualization and quantification of Wnt proteins in embryos2019

    • 著者名/発表者名
      S. Takada
    • 学会等名
      The 2nd NIBB-Princeton Symposium “Imaging and Quantitative Biology”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two types of heparan sulfate clusters differently regulate Wnt distribution and signaling in Xenopus embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii
    • 学会等名
      11th International Conference on Proteoglycans
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantitative analyses of Wnt protein dynamics in Xenopus embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii, Ritsuko Takada, Elena Krayukhina, Chan-Gi Pack, Yasushi Sako , Susumu Uchiyama, Masanori Taira, and Shinji Takada
    • 学会等名
      Gordon Conference "Wnt Signaling Networks in Development, Disease and Regeneration"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Complex formation and extracellular dynamics of Wnt proteins2019

    • 著者名/発表者名
      高田慎治
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会・第19回日本蛋白質化学会合同年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spatial patterns of Wnt proteins in embryonic tissues2019

    • 著者名/発表者名
      高田慎治
    • 学会等名
      理化学研究所・生命機能科学研究センター
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Local and mutual regulations between Wnt and planar cell polarity components propagate global coordination of the planar cell polarity2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii, Ritsuko Takada, Makoto Matsuyama, Shinji Takada
    • 学会等名
      第52回日本発生生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Assembly of protein complexes restricts diffusion of Wnt3a proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Ritsuko Takada, Yusuke Mii, Elena Krayukhina, Chan-Gi Pack, Yasushi Sako, Chikara Sato, Susumu Uchiyama, and Shinji Takada
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会・第19回日本蛋白質化学会合同年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Extracellular Dynamics and Diffusion Range of Wnt Protein in Xenopus Embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takada, Ritsuko Takada, Makoto Matsuyama, & Yusuke Mii
    • 学会等名
      Keystone Symposia "Signal Dynamics and Signal Integration in Development and Disease"
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How does Wnt11 direct the planar cell polarity?2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii
    • 学会等名
      119th International Titisee Conference
    • 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] Wntはどのようにして平面細胞極性をそろえるのか?2019

    • 著者名/発表者名
      三井優輔、高田律子、松山誠、高田慎治
    • 学会等名
      Wnt研究会2018-2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス神経管におけるWnt発現細胞の細胞系譜解析2019

    • 著者名/発表者名
      畠山宙大、篠塚琢磨、三井優輔、高田慎治
    • 学会等名
      Wnt研究会2018-2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Oligomerzation-based assembly restricts Wnt protein diffusion.2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takada
    • 学会等名
      Frontier Bioorganization Forum 2018
    • 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] How do Wnt proteins regulate planar cell polarity?2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii, Ritsuko Takada, Makoto Matsuyama & Shinji Takada
    • 学会等名
      17th International Xenopus Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Wnt11 proteins reveals that Wnt acts not by forming global gradient, but as a local signal to progressively propagate planar cell polarity2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takada, Ritsuko Takada, Makoto Matsuyama, & Yusuke Mii
    • 学会等名
      European Wnt Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oligomerzation-based assembly restricts Wnt protein diffusion.2018

    • 著者名/発表者名
      Ritsuko Takada, Yusuke Mii, Elena Krayukhina, Chan-Gi Pack, Yasushi Sako, Susumu Uchiyama, and Shinji Takada
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Roof plate cells dramatically elongate and promote the proliferation of neural progenitors by secreting Wnt proteins in the mouse spinal cord2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Shinozuka, Ritsuko Takada, Shosei Yoshida, Shigenobu Yonemura, Shinji Takada
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Local and mutual regulation between Wnt and planar cell polarity propagate global coordination of cell polarity throughout the tissue.2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii, Ritsuko Takada, Makoto Matsuyama, & Shinji Takada
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lineage analysis of roof plate cells during the developmen of mouse spinal cord2018

    • 著者名/発表者名
      Yudai Hatakeyama, Takuma Shinozuka, Yusuke Mii& Shinji Takada
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Wnt11はどのようにして平面細胞極性を揃えるのか?2018

    • 著者名/発表者名
      三井優輔、高田律子、松山誠、高田慎治
    • 学会等名
      第12回日本ツメガエル研究集会・第4回次世代両生類研究会;合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分泌性シグナル蛋白質Wnt11による平面細胞極性(PCP)の制御2018

    • 著者名/発表者名
      三井優輔、高田律子、松山誠、高田慎治
    • 学会等名
      日本発生生物学会 秋季シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Extracellular Behaviors of Wnt Ligands in Xenopus Embryo2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii
    • 学会等名
      Amphibian development, regeneration, evolution and beyond
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Oligomerization-based assembly restricts Wnt protein diffusion2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takada
    • 学会等名
      Gordon conference Wnt signaling 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wnt signal modulates proliferation of spinal cord ependymal cells by promoting morphological change of the source cells2017

    • 著者名/発表者名
      Takuma Shinozuka, Ritsuko Takada, Shinji Takada
    • 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
    • 国際学会
  • [学会発表] Oligomerization-based assembly restricts Wnt protein diffusion2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takada
    • 学会等名
      ConBIo 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Restricted diffusion of Wnt proteins2017

    • 著者名/発表者名
      高田慎治
    • 学会等名
      Wnt研究会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ツメガエル初期胚での分泌性シグナル蛋白質Wntの挙動を理解する2017

    • 著者名/発表者名
      三井 優輔
    • 学会等名
      第9回イメージング若手の会 光塾
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Wnt signal is required for proper rearrangement and morphological change of roof plate cells in the formation of median septum of mouse spinal cord2017

    • 著者名/発表者名
      Takuma Shinozuka, Ritsuko Takada, Shinji Takada
    • 学会等名
      50th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Wnt産生細胞の伸長はWntシグナルの場を変化させる2017

    • 著者名/発表者名
      篠塚琢磨, 高田律子, 高田慎治
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] シグナル分子(モルフォゲン)の足場となる点状構造の発見とその役割の解明

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/press/2017/12/07.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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