| 研究課題/領域番号 |
19KK0181
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
上原 亮太 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (20580020)
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| 研究分担者 |
塚田 祐基 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (80580000)
松尾 和哉 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 助教 (90764952)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 細胞分裂 / ゼブラフィッシュ / 光制御 / 染色体 / マルチスケールイメージング / 細胞骨格 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体では少数細胞の分裂異常が引き金となりガンや発生障害などの疾病が惹起されるが、その原理は明らかでない。これは、生体の随意の細胞集団に分裂異常を起こし、その影響を細胞・個体レベルで追跡できる手法の欠如による。本研究では、光照射によって随意の細胞集団に局所的分裂障害を誘導できる新奇化合物と、ゼブラフィッシュ胚の個々の細胞挙動と形態形成を同時追跡できる顕微鏡システムを駆使し、分裂異常の規模に応じた子孫細胞の形質変化や組織形態・機能への影響を実験・理論の両面から解析する。この知見に基づき、分裂障害に起因する個体機能障害を回避、軽減し、病態制御に有効性をもつ介入法を予測・実証することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
細胞分裂制御の破綻は、広範な疾病の原因になりうるが、生体内で起こる分裂異常の規模と生体への影響の定量関係は不明である。これを明らかにすることを目的とした。光応答性分裂阻害剤を独自開発し、ゼブラフィッシュ初期胚の各発生ステージに光制御により様々なレベルの分裂障害を誘導し、生体異常の程度を定量解析した。これにより、受精後2-4時間における1-2回の全身的な分裂障害や、受精後5時間以降のより甚大な分裂異常に対して生体が高い抵抗性をもち、正常な組織形成が可能であることが明らかになった。とくに後者においては紡錘体チェックポイントが、分裂異常による致死性を低減することに重要な寄与を果たすことを突き止めた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本成果から、生体が甚大な分裂制御不全を経て形成された異常細胞を保持したままその機能を維持し得ることが定量的に明らかになった。疾病制御の観点からは、このような生体の許容性ががん発症などの長期的リスクを高めることが推察される。環境保全の観点では、甚大な分裂障害によるゲノム異常が長期間生体に滞留する可能性が示唆され、これが次世代へどの程度継承され生態系に作用をもちうるかの検証が必要と考えられる。
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