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細胞運動非依存的な脊索の自律的形態形成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17KT0114
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 構成的システム生物学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2019)
沖縄科学技術大学院大学 (2017)

研究代表者

安岡 有理  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (70724954)

研究期間 (年度) 2017-07-18 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード進化発生 / 収斂伸長運動 / 液胞 / 細胞外基質 / ケラタン硫酸 / ナメクジウオ / ツメガエル / ゲノム編集 / 発生 / 細胞膜輸送 / 進化 / 数理モデル
研究成果の概要

幼生尾の液胞化した棒状支持組織としての脊索が、細胞内の液胞の膨圧と、脊索を覆う細胞外基質層(脊索鞘)の強度との釣り合いによって自己組織化されるという仮説(「液胞膨圧ー脊索鞘強度平衡モデル」)を提唱した。このモデルを検証する一環として、脊索特異的細胞外基質要素の一つであるケラタン硫酸について、その生合成に必須の硫酸化酵素として、Chst3およびChst6を同定した。また、脊索動物における脊索構成要素の保存性を検討するため、頭索動物ナメクジウオを用いた発現解析を行った結果、caveolin, calumenin, leprecanなどが祖先的脊索構成要素として働いてきたことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

【学術的意義】脊索は脊椎動物を含む脊索動物を特徴づける器官だが、その細胞生物学的な性質を俯瞰的にとらえた研究は少ない。本研究で提唱した「液胞膨圧ー脊索鞘強度平衡モデル」は、これまでの知見を合理的にまとめた優れたモデルであり、今後その詳細な分子メカニズムの解明が期待される。また、ナメクジウオの遺伝子発現パターンを明らかにし、祖先的な脊索構成要素の一部を明らかにできたのも大変意義深い。
【社会的意義】脊索遺残組織は椎間板髄鞘としてヒト成体にも存在し、その損傷は腰痛などの原因となる。また、椎間板髄鞘から生じる腫瘍(脊索腫)が希少疾患として知られている。本研究はこれらの疾患研究の基礎となりうる。

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

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Morphogenetic mechanisms forming the notochord rod: The turgor pressure‐sheath strength model2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 00 号: 6 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1111/dgd.12665

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of cis-regulatory modules for the head organizer gene goosecoid in chordates: comparisons between Branchiostoma and Xenopus2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri、Tando Yukiko、Kubokawa Kaoru、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1186/s40851-019-0143-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary History of GLIS Genes Illuminates Their Roles in Cell Reprograming and Ciliogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri、Matsumoto Masahito、Yagi Ken、Okazaki Yasushi
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 37 号: 1 ページ: 100-109

    • DOI

      10.1093/molbev/msz205

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] De novo transcription of multiple Hox cluster genes takes place simultaneously in early Xenopus tropicalis embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo Mariko、Matsuo Megumi、Igarashi Kento、Haramoto Yoshikazu、Yamamoto Takayoshi、Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 8

    • DOI

      10.1242/bio.038422

    • 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] Microinjection of DNA Constructs into Xenopus Embryos for Gene Misexpression and cis-Regulatory Module Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Cold Spring Harbor Protocols

      巻: 2019 号: 1 ページ: pdb.prot097279-pdb.prot097279

    • DOI

      10.1101/pdb.prot097279

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Molecular Basis of the Gastrula Organizer in Amphibians and Cnidarians2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Reproductive and Developmental Strategies. Diversity and Commonality in Animals (Book)

      巻: - ページ: 667-708

    • DOI

      10.1007/978-4-431-56609-0_31

    • ISBN
      9784431566076, 9784431566090
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorylation states change Otx2 activity for cell proliferation and patterning in the Xenopus embryo2018

    • 著者名/発表者名
      Satou Yumeko、Minami Kohei、Hosono Erina、Okada Hajime、Yasuoka Yuuri、Shibano Takashi、Tanaka Toshiaki、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 号: 5 ページ: 159640-159640

    • DOI

      10.1242/dev.159640

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] High variability of expression profiles of homeologous genes for Wnt, Hh, Notch, and Hippo signaling pathways in Xenopus laevis.2017

    • 著者名/発表者名
      Michiue T, Yamamoto T, Yasuoka Y, Goto T, Nakayama T, Nagura K, Ikeda T, Taira M, Kinoshita T
    • 雑誌名

      Dev. Biol.

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 270-290

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2016.12.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Conservatism and variability of gene expression profiles among homeologous transcription factors in Xenopus laevis.2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, M., Yasuoka, Y., Mawaribuchi, S., Kuretani, A., Ito, M., Kondo, M., Ochi, H., Ogino, H., Fukui, A., Taira, M. and Kinoshita, T.
    • 雑誌名

      Dev. Biol.

      巻: 426 号: 2 ページ: 301-324

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2016.09.017

    • 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
  • [学会発表] Genome-wide Measurement for Fluctuation of Gene Regulatory Networks in Xenopus embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri
    • 学会等名
      Xenopus Resources and Emerging Technologies Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Why was the notail gene lost in many vertebrate lineages?2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri, Satoh Noriyuki
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of JSDB
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evolutionary History of GLIS Genes Illustrates their Fundamental Roles in Cell Reprogramming and Ciliogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri, Matsumoto Masayuki, Yagi Ken, Okazaki Yasushi
    • 学会等名
      21st Annual Meeting of the Society of Evolutionary Studies, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fluctuation of GRN in Xenopus tropicalis embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri
    • 学会等名
      12th Japan Xenopus Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Complex evolution of brachyury paralogs during vertebrate notochord development2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      第46回内藤コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脊椎動物の脊索発生におけるBrachyuryパラログの複雑な進化2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理、佐藤矩行
    • 学会等名
      第20回日本進化学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 進化学の視点がリプログラミング研究にどう貢献できるか?2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第10回EvoDevo青年の会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ネッタイツメガエル胚発生における転写因子ー標的遺伝子関係の揺らぎ測定2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第12回XCIJ首都圏支部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Keratan sulfate produces “water bags” in embryos2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka
    • 学会等名
      第51回日本発生生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Xenopus胚でCRISPRi (dCas9)は有効か?2017

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第3回次世代両生類研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Independent subfunctionalization of brachyury paralogs in vertebrate lineages2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Independent subfunctionalization of brachyury paralogs in vertebrate lineages2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      The 29th CDB meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞運動非依存的な脊索の自律的形態形成メカニズムを探る2017

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第10回日本ツメガエル研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 年に一度のサンゴ胚を用いた遺伝子機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第3回ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Independent subfunctionalization of brachyury paralogs in vertebrate lineages2017

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      第50回日本発生生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 初期化因子の驚きの進化を解明 -リプログラミング研究に新たな視点を与える-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2019/20190913_3/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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