先天異常を引き起こす母体の加齢効果を小型魚類でモデル化する

• 研究課題/領域番号: 18K19351
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分44: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: 広島大学 (2019-2022); 基礎生物学研究所 (2018)
• 研究代表者: 鈴木 誠 広島大学, 両生類研究センター, 助教 (10533193)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 初期発生 / ゼブラフィッシュ / ネッタイツメガエル / 環境因子 / 背腹軸 / 前後軸 / バルビアニ小体

研究成果の概要

本研究では、母体年齢を先天異常の発症に寄与する環境因子の1つと捉え、新規モデルの開発を通じてその影響を分子レベルで解明することを目指した。その結果、モデル脊椎動物のゼブラフィッシュとネッタイツメガエルで母体年齢が胚発生に与える影響を体系的に解析する実験系を構築した。また適齢ではないネッタイツメガエルの雌に由来する胚が重篤な発生異常を示すことを明らかにし、それに付随した遺伝子およびタンパク質の発現変動を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

胚発生は常に多様な環境因子の影響にさらされている。それらの環境因子は時として重篤な先天異常を引き起こすが、その詳細なメカニズムは未だ明確でない。本研究でモデル化された母体年齢が胚発生に与える影響に関する研究成果は、胚発生における遺伝子－環境相互作用の分子基盤の解明という基礎生物学な意義に加え、母体の高齢化が先天異常にもたらす影響の理解にも繋がり、出生率の改善を目指した生殖医療の発展へと貢献することが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] EMBL Heidelberg(ドイツ)
• [国際共同研究] プリンストン大学(米国)
• [雑誌論文] Invention sharing is the mother of developmental biology (Part 3) (2022)
  • 著者名/発表者名: Ogino Hajime、Kamei Yasuhiro、Hayashi Toshinori、Sakamoto Joe、Suzuki Makoto、Igawa Takeshi
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 64 号: 1 ページ: 4-4
  • DOI: 10.1111/dgd.12770
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential Cellular Stiffness Contributes to Tissue Elongation on an Expanding Surface (2022)
  • 著者名/発表者名: Koyama Hiroshi、Suzuki Makoto、Yasue Naoko、Sasaki Hiroshi、Ueno Naoto、Fujimori Toshihiko
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 10 ページ: 864135-864135
  • DOI: 10.3389/fcell.2022.864135
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optimization of <scp>CRISPR/Cas9</scp> ‐mediated gene disruption in <i>Xenopus laevis</i> using a phenotypic image analysis technique (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanouchi Mikio、Igawa Takeshi、Suzuki Nanoka、Suzuki Makoto、Hossain Nusrat、Ochi Haruki、Ogino Hajime
  • 雑誌名: Development, Growth &amp; Differentiation 巻: - 号: 4 ページ: 219-225
  • DOI: 10.1111/dgd.12778
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Invention sharing is the mother of developmental biology (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogino Hajime、Kamei Yasuhiro、Hayashi Toshinori、Sakamoto Joe、Suzuki Makoto、Igawa Takeshi
  • 雑誌名: Development, Growth &amp; Differentiation 巻: 63 号: 8 ページ: 395-396
  • DOI: 10.1111/dgd.12755
  • 査読あり
• [雑誌論文] Invention sharing is the mother of developmental biology (Part 2) (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogino Hajime、Kamei Yasuhiro、Hayashi Toshinori、Sakamoto Joe、Suzuki Makoto、Igawa Takeshi
  • 雑誌名: Development, Growth &amp; Differentiation 巻: 63 号: 9 ページ: 458-458
  • DOI: 10.1111/dgd.12763
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cryo-injury procedure-induced cardiac regeneration shows unique gene expression profiles in the newt Pleurodeles waltl. (2021)
  • 著者名/発表者名: Uemasu H, Ikuta H, Igawa T, Suzuki M, Kyakuno M, Iwata Y, Tazawa I, Ogino H, Satoh Y, Takeuchi T, Namba N, Hayashi T.
  • 雑誌名: Dev Dyn 巻: - 号: 5 ページ: 864-876
  • DOI: 10.1002/dvdy.450
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spontaneous neoplasia in the western clawed frog Xenopus tropicalis (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Igawa, T., Suzuki, N., Ogino, H. and Ochi, H.
  • 雑誌名: microPublication Biology 巻: - ページ: 1-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanical Stress Regulates Epithelial Tissue Integrity and Stiffness through the FGFR/Erk2 Signaling Pathway during Embryogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita Noriyuki、Hashimoto Yutaka、Yasue Naoko、Suzuki Makoto、Cristea Ileana M.、Ueno Naoto
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 30 号: 11 ページ: 3875-3888
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.02.074
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Elasticity-based boosting of neuroepithelial nukleokinesis via indirect energy transfer from mother to daughter (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomoyasu Shinoda, Arata Nagasaka, Yasuhiro Inoue, Ryo Higuchi, Yoshiaki Minami, Kagayaki Kato, Makoto Suzuki, Takefumi Kondo, Takumi Kawaue, Kanako Saito, Naoto Ueno, Yugo Fukazaawa, Masaharu Nagayama, Takashi Miura, Taiji Adachi, Takaki Miyata
  • 雑誌名: PLoS Biology 巻: 16 号: 4 ページ: 2004426-2004426
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.2004426
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ZNRF3 functions in mammalian sex determination by inhibiting canonical WNT signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: Harris A.、Siggers P.、Corrochano S.、Warr N.、Sagar D.、Grimes D.T.、Suzuki M.、Burdine R.D.、Cong F.、Koo B-K.、Clevers H.、Stevant I.、Nef S.、Wells S.、Brauner R.、Ben R.B.、Belguith N.、Eozenou C.、Bignon-Topalovic J.、Bashamboo A.、McElreavey K.、Greenfield A.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 115 号: 21 ページ: 5474-5479
  • DOI: 10.1073/pnas.1801223115
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Skin regeneration of amphibians: A novel model for skin regeneration as adults (2018)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama Hitoshi、Kudo Nanako、Todate Momoko、Shimada Yuri、Suzuki Makoto、Tamura Koji
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 60 号: 6 ページ: 316-325
  • DOI: 10.1111/dgd.12544
  • 査読あり
• [学会発表] ツメガエルにおける母体年齢が胚発生に与える影響の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 加藤 陽菜子、鈴木 誠、荻野 肇
  • 学会等名: 令和4年度 日本動物学会中国四国支部広島県例会
• [学会発表] NBRPツメガエル・イモリとツメガエルを用いたヒト疾患研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 誠、井川 武、鈴木 菜花、加藤 陽菜子、欧 語詩、辻本 貴行、黒坂 寛、林 利憲、荻野 肇
  • 学会等名: 第93回 日本動物学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] ツメガエルにおけるCRISPR/Cas9と長鎖一本鎖DNAを用いた簡便な遺伝子ノックイン (2022)
  • 著者名/発表者名: 欧 語詩、鈴木 誠、成瀬 清、笹倉 靖徳、Paix Alexandre、荻野 肇
  • 学会等名: 第93回 日本動物学会大会
• [学会発表] ツメガエルにおける至適Tet-On システムの開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉田 真菜、川崎 詩織、坂口 裕介、鈴木 菜花、鈴木 誠、荻野 肇
  • 学会等名: 第93回 日本動物学会大会
• [学会発表] 至適化されたツメガエル用のTet-Onシステムは神経特異的な遺伝子発現を誘導できる (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉田 真菜、川﨑 詩織、坂口 裕介、鈴木 菜花、鈴木 誠、荻野 肇
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会
• [学会発表] ツメガエル再生尾部における脊髄特異的な遺伝子発現誘導系の構築 (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉田 真菜、川﨑 詩織、坂口 裕介、鈴木 菜花、鈴木 誠、荻野 肇
  • 学会等名: 日本動物学会中国四国支部広島県例会
• [学会発表] 脊索動物における眼形成遺伝子raxのシス調節進化の研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 坂口祐介、高野友篤、井川 武、阪上起世、鈴木 誠、鈴木菜花、荻野 肇
  • 学会等名: 第14回日本ツメガエル研究集会
• [学会発表] ネッタイツメガエル近交系４系統のゲノム固有性に由来する形態的差異について (2021)
  • 著者名/発表者名: 井川 武，鈴木 誠，鈴木菜花，柏木昭彦，柏木啓子，荻野 肇
  • 学会等名: 第14回日本ツメガエル研究集会
• [学会発表] Morphological and behavioral characteristics of Xenopus tropicalis inbred strains in NBRP (2021)
  • 著者名/発表者名: Igawa, T., Suzuki, M., Suzuki, N., Kashiwagi, A., Kashiwagi, K., Ochi, H. and Ogino, H.
  • 学会等名: 18th International Xenopus Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ツメガエル幼生における終脳再生の初期過程の三次元形態解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石井 理央奈, 鈴木 誠, 鈴木 菜花, 荻野 肇
  • 学会等名: 第92回日本動物学会大会
• [学会発表] 脊索動物における単眼から双眼への進化機構の研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 坂口祐介、高野友篤、井川 武、阪上起世、鈴木 誠、鈴木菜花、荻野 肇
  • 学会等名: 第92回日本動物学会大会
• [学会発表] ネッタイツメガエルの遺伝学・ゲノム科学的リソース基盤の形成とその活用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 誠，井川 武，柏木昭彦，柏木啓子，古野伸明，鈴木菜花，田澤一朗，高瀬 稔，三浦郁夫，鈴木 厚，花田秀樹，中島圭介，彦坂 暁，越智陽城，加藤尚志，森 司，荻野 肇
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ツメガエル 胚におけるヒト胎盤型アルカリフォスファターゼをレポーターとして用いた三次元組織解析系の構築 (2020)
  • 著者名/発表者名: 阪上起世，井川 武，齊川佳織，鈴木菜花，鈴木 誠，荻野 肇
  • 学会等名: 日本動物学会第91回大会
• [学会発表] Convergent evolution of duplicated genes in different evolutionary lineages (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanouchi, M., Igawa, T., Suzuki, M., Suzuki, N. and Ogino, H.
  • 学会等名: 第53回日本発生生物学会大会
• [学会発表] 両生類研究センターにおけるトランスジェニックツメガエルの開発と収集 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 誠，井川 武，鈴木 菜花，越智陽城，荻野 肇
  • 学会等名: 第13回日本ツメガエル研究集会
• [学会発表] Generation of Xenopus tropicalis inbred strains and their genome polymorphism data by NBRP in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Igawa, T., Suzuki, M., Suzuki, N., Kashiwagi, A., Kashiwagi, K., Ochi, H. and Ogino, H.
  • 学会等名: Xenopus Resources and Emerging Technology Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanical regulation of folding and tubulogenesis of Xenopus neural plate (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Inoue, Y. & Ueno, N.
  • 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
  • 招待講演
• [学会発表] 脳の発生からみる上皮組織の折りたたみと管形成の力学制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 誠
  • 学会等名: 第41回日本バイオレオロジー学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanical regulation of closing movement and morphology of Xenopus neural tube (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Yasue, N. & Ueno, N.
  • 学会等名: 17th International Xenopus conference
  • 国際学会
• [学会発表] Mechanical regulation of epithelial folding and tubulogenesis of neural tube (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M.
  • 学会等名: 12th GfE School “Imaging and Modeling Development”
  • 国際学会
• [学会発表] 神経管の閉鎖運動と形状決定の力学制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 誠, 上野 直人
  • 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
• [学会発表] 神経管の閉鎖運動と形状決定の力学制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 誠
  • 学会等名: 日本発生生物学会秋季シンポジウム2018