| 研究課題/領域番号 |
20K20304
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| 補助金の研究課題番号 |
17H06259 (2017-2019)
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 (2020)
補助金 (2017-2019) |
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| 研究分野 |
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 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
猪股 秀彦 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (60372166)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | モルフォゲン / 濃度勾配 / 時空間制御 / 組織パターン形成 / パターン形成 / 拡散速度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
発生過程において、モルフォゲンなどの分泌蛋白質は濃度依存的に頭部・手足など様々な組織を誘導することが知られている。したがって、分泌蛋白質の空間分布は胚内において厳密に制御されている。本研究課題では、特異的波長の光に応答して構造を変化させる光スイッチ蛋白質を用いて、分泌蛋白質の空間分布を時空間的に制御する新規手法の開発を行った。さらに、光を用いて人為的に分泌蛋白質の分布に擾乱を与え、組織パターン形成への影響を解析した。
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| 研究成果の概要 |
発生過程において、胚は複雑な組織を構築するために分泌タンパク質モルフォゲンを利用している。モルフォゲン分子は産生細胞から分泌され、細胞外空間を拡散することで濃度勾配を形成する。胚を構成する細胞は、このモルフォゲン分子の濃度に応じて異なる組織に分化することが知られている。本研究では、モルフォゲン分子の空間分布を光により胚内で時空間制御する新規技術の開発を行った。さらに、モルフォゲン分布に擾乱を付与することで、組織パターン形成に異常が生じることを明らかにした。本研究成果は、モルフォゲン動態と組織パターン形成の相互機序を理解するための有力なツールになると考えている。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
分泌タンパク質モルフォゲンが形成する濃度勾配は、組織パターン形成の中心的な役割を果たしている。さらに、モルフォゲンの分布は発生過程において動的に変動しており、モルフォゲン動態あるいはモルフォゲン分布のノイズに対して、胚が再現性良く組織パターンを形成するメカニズムは不明な点が多い。本研究成果は、人為的に胚内のモルフォゲン分布を時空間的にコントロールすることが可能であり、モルフォゲン動態に擾乱を付与することで、組織パターン形成に与える影響を詳細に解析することが可能である。
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