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脊椎動物胚の細胞にかかる力が予定運命に与える影響の検証

研究課題

研究課題/領域番号 18K06244
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

道上 達男  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10282724)

研究分担者 山元 孝佳  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70724699)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード外胚葉パターニング / 細胞張力 / アフリカツメガエル / 細胞骨格 / 平面内細胞極性 / 伸展刺激 / モータータンパク質 / 胚発生 / ツメガエル / 外胚葉 / 遺伝子発現
研究成果の概要

脊椎動物初期胚の外胚葉領域の決定に、モルフォゲンの濃度勾配に加え物理的な力が関与するかを調べることを目的とした。これまでに、①神経板のPCP形成における張力依存性を調べたところ、外胚葉片に伸展刺激を加えることでPCPが強められ、細胞破壊による張力緩和でPCPが弱められること、②胚での異所的なMLC発現、細胞破壊、胚構造変化などにより外胚葉マーカー遺伝子の発現領域が変化すること、③予定表皮、予定神経領外胚葉を伸展したところ、両者で水平方向の組織の伸展率が異なること、などを明らかにした。以上の結果から、外胚葉パターニングの決定には細胞にかかる物理的張力が関与することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに細胞レベルで張力と遺伝子発現・タンパク質局在の変化を調べた研究は比較的多いが、胚全体のレベルにおいて領域の規定、あるいは領域の性質そのものに細胞張力が関与することを示した例は多くない。その点で、本研究の結果は学術的な意義がある。また本研究は、神経を含む外胚葉分化に細胞張力が関与する可能性も改めて示すものであり、実際研究代表者の予備的知見において神経分化と張力との関係を示唆するデータも得ているので、将来は臓器・組織再生の分野、ひいては再生医療への知見の応用も期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 4件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Latrophilin2 is involved in neural crest cell migration and placode patterning in Xenopus laevis.2019

    • 著者名/発表者名
      Yokote N., Suzuki-Kosaka Y. M., Michiue T., Hara T., Tanegashima K.
    • 雑誌名

      International Journal of Developmental Biology

      巻: 63 号: 1-2 ページ: 29-35

    • DOI

      10.1387/ijdb.180184kt

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FRET-based tension measurement across actin-associated mechanotransductive structures using Lima12018

    • 著者名/発表者名
      Hirano S, Yamamoto T, Michiue T
    • 雑誌名

      Int. J. Dev. Biol.

      巻: 62 号: 9-10 ページ: 631-636

    • DOI

      10.1387/ijdb.180110tm

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fam46a regulates BMP-dependent pre-placodal ectoderm differentiation in Xenopus.2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Yamamoto T, Tsukano K. Hirano S. Horikawa A, Michiue T
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 号: 20

    • DOI

      10.1242/dev.166710

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 機械的刺激によるツメガエルの外胚葉パターニング制御2021

    • 著者名/発表者名
      金島時、道上達男
    • 学会等名
      東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻・卓越コロキウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 一方向組織伸展による平面内細胞極性制御2020

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、道上達男
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 予定プラコード形成におけるERK特異的リン酸化酵素Dusp6の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      塚野皓平、道上達男
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 力学的シグナルによる平面内細胞極性制御2019

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、道上達男
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ツメガエル胚において機械的刺激が予定プラコード分化を亢進する2019

    • 著者名/発表者名
      金島時、山元孝佳、道上達男
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ツメガエル胚の領域規定における細胞張力・細胞形状の関与2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第五回幹細胞研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 初期胚の神経領域規定における物理的な力の関与2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ツメガエル初期発生の外胚葉パターニングにおける物理的な力の関与2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男、金島 時、中桐悠一郞、山元 孝
    • 学会等名
      第90回日本動物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ツメガエル外胚葉パターニングにおける物理的な力の関与2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第13回日本ツメガエル研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脊椎動物神経板でのPCP形成における力学的シグナルの解析2019

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、道上達男
    • 学会等名
      第13回日本ツメガエル研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械的刺激によりツメガエル胚の予定プラコード分化が亢進される2019

    • 著者名/発表者名
      金島 時、山元孝佳、道上達男
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 胚パターニングにおけるFam46aのBMPシグナリング調節機構2018

    • 著者名/発表者名
      道上達男、渡邊朋子
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ツメガエルプラコード形成におけるSmad結合タンパク質Fam46aの役割2018

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第四回次世代両生類研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞の張力と形から胚発生を考える2018

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 学会等名
      第18回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アクチン結合タンパク質Lima1を用いたFRET張力センサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、山元孝佳、道上達男
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FRET張力センサーを用いたツメガエル神経胚の張力観察2018

    • 著者名/発表者名
      平野咲雪、山元孝佳、道上達男
    • 学会等名
      第89回日本動物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Erk特異的脱リン酸化酵素Dusp6の予定プラコード形成における機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      塚野皓平、道上達男
    • 学会等名
      第89回日本動物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 知のフィールドガイド 生命の根源を見つめる2020

    • 著者名/発表者名
      東京大学教養学部(編)
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      白水社
    • ISBN
      9784560097571
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 基礎からスタート 大学の生物学2019

    • 著者名/発表者名
      道上達男
    • 総ページ数
      180
    • 出版者
      裳華房
    • ISBN
      9784785352417
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 生物学入門 第三版2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田正和、上村慎治、増田建、道上達男(編)
    • 総ページ数
      298
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807909520
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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