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時計遺伝子による新細胞間コミュニケーションの制御メカニズムと生理機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K15792
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関広島大学

研究代表者

中里 亮太  広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (30761803)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード時計遺伝子 / 一次繊毛 / 体内時計 / 細胞外小胞
研究開始時の研究の概要

細胞間のコミュニケーションツールである細胞外小胞は、近年、細胞外シグナルを受容するオルガネラとして知られる「一次繊毛」の先端からも放出されることが報告され、そのメカニズムと機能的役割について注目が集まっている。一方、我々は、体内時計を構成する「時計遺伝子」の発現と、一次繊毛由来小胞の放出が密接な関係性を示す知見を得たことから、一次繊毛由来小胞の放出は体内時計により制御されているのではないかと考えるに至った。本研究は、一次繊毛由来小胞の放出メカニズムと生理機能について、体内時計システムによる制御という新しい観点から明らかにし、新たな細胞間コミュニケーション機構の提唱を目指す。

研究成果の概要

一次繊毛は細胞外へ突出したオルガネラ様構造体であり、細胞外シグナルを受信するアンテナとしての機能が知られている。また、近年では一次繊毛の先端から細胞外小胞が放出されることが報告されている。本研究では体内時計システムにおける新たなコミュニケーション方法として一次繊毛・一次繊毛由来小胞の提唱を目指した。培養細胞を用いた実験から、時計遺伝子が中心体周辺タンパク質の集積を介して一次繊毛・一次繊毛由来小胞を制御することを明らかにした。また、概日変化する一次繊毛・一次繊毛由来小胞は細胞移動と細胞外シグナルの感受性に概日リズムを生み出すことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は時計遺伝子が一次繊毛・一次繊毛由来小胞を制御することを世界に先駆けて明らかにしたことから、時間生物学研究および一次繊毛研究の発展に大きく貢献するものと考えられる。
夜中でも光にあふれる24時間社会となった現代では、体内時計と環境時間のズレが様々な健康問題に寄与すると考えられ大きな社会問題となりつつある。本研究成果により明らかとなった体内時計システムにおける新たなコミュニケーション方法がこれらの社会問題の解決に大きく貢献するものと考えらえる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Time-lapse imaging of primary cilium behavior with physiological expression of fluorescent ciliary proteins2023

    • 著者名/発表者名
      Nakazato Ryota、Otani Hiroshi、Ijaz Faryal、Ikegami Koji
    • 雑誌名

      Methods in Cell Biology

      巻: 175 ページ: 45-68

    • DOI

      10.1016/bs.mcb.2022.10.003

    • ISBN
      9780443185861
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A pair of primers facing at the double-strand break site enables to detect NHEJ-mediated indel mutations at a 1-bp resolution2022

    • 著者名/発表者名
      Ijaz Faryal、Nakazato Ryota、Setou Mitsutoshi、Ikegami Koji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 11681-11681

    • DOI

      10.1038/s41598-022-15776-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 概日リズムを示す一次繊毛の生理学的意義2023

    • 著者名/発表者名
      中里亮太、松田悠生、木曾遼太郎、池上浩司
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 概日リズムにおける脳内一次線毛の形態解析2022

    • 著者名/発表者名
      中里亮太、木曽遼太郎、松田悠生、池上浩司
    • 学会等名
      日本解剖学会第76回中国四国地区学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 概日リズムにおける一次線毛の解析2022

    • 著者名/発表者名
      中里亮太、松田悠生、池上浩司
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 時計遺伝子による一次線毛の形態制御2021

    • 著者名/発表者名
      中里亮太、松田悠生、池上浩司
    • 学会等名
      日本解剖学会第75回中国四国地方会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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