| 研究課題/領域番号 |
20K06724
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44040:形態および構造関連
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| 研究機関 | 琉球大学 |
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研究代表者 |
大瀧 丈二 琉球大学, 理学部, 教授 (70360211)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 色模様形成 / 翅形成 / チョウ / リアルタイムイメージング / 多様性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
以下の５点について研究する。(1) 翅の外形（輪郭）決定過程を詳細に記載する。(2) 翅細胞の形態の経時変化と物理的な歪みおよび張力の作用との関係を検討し、上皮シートの歪みや張力が色模様形成を含めた翅の形態形成に果たしている役割を示す。(3) 細胞同士の横方向のコミュニケーションにサイトニーム（神経細胞の樹状突起や軸索に似た上皮細胞の長い突起）とエキソソーム（細胞外に分泌される封入体）がかかわっている可能性を明確に示す。 (4) 翅全体に走るカルシウム波を捉える。 (5) 生きた翅組織への蛍光抗体導入法を確立する。これにより、タンパク質レベルのノックダウン系を確立し、将来の機能解析につなげる。
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| 研究成果の概要 |
チョウの翅の色模様形成過程が正常に進行するためには、蛹の翅組織はクチクラに接触していなければならないことがわかった。形成体からのモルフォゲン分子が周辺の細胞に作用するにはクチクラとの接触が必要なのである。クチクラの主成分であるキチンの細胞内動態を観察したところ、最初にキチン構造体が核付近に形成され、そこから上皮表層および深層へと延長されていくと思われる。表層へと延びた構造体は鱗粉の前駆体であると推測される。一方、抗体等の蛋白質を直接翅組織の細胞へと導入する方法を開発した。この方法により、ゲノム編集等に頼ることなく、色模様形成に寄与する蛋白質の機能を生体内かつリアルタイムで阻害することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生物の発生を考えるうえで、形成体とモルフォゲンの機能は最重要であるが、まだ解明されていない部分が多く残されている。本研究は、チョウの翅の色模様形成過程を対象にして、形成体とモルフォゲンの機能をリアルタイムイメージングを駆使して捉えようとする研究である。チョウの翅という実験系の利点を活かすことで得られた形成体とモルフォゲンに関する知見は、チョウに留まることなく、動物全体に一般化できると思われるため、本研究の学術的な意義は大きい。また、蛋白質導入方法も、さまざまな実験系に適用することができると思われ、汎用性が高い技術である。蛋白質導入法は投薬技術と直結しているため、今後さらに注目されると思われる。
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