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高い器官再生能力を持つ有尾両生類マトリソームの分子実体解明と哺乳類への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21H03829
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

鈴木 賢一  基礎生物学研究所, 超階層生物学センター, 特任准教授 (90363043)

研究分担者 遠藤 哲也  愛知学院大学, 教養部, 准教授 (90399816)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード器官再生 / 両生類 / 四肢再生 / マトリソーム / ゲノム / オミクス解析 / イモリ / オミクス / ECM / 再生芽 / イベリアトゲイモリ / トランスオミックス / マウス / プロテオミクス
研究開始時の研究の概要

本申請課題は、オミックス解析と逆遺伝学的解析が可能となった有尾両生類であるイベリアトゲイモリをモデルとして、高度な器官再生を可能とするマトリソーム因子を徹底的に同定し、器官再生におけるそれらの機能や役割を理解することである。さらに、この再生マトリソームが高等生物に及ぼす効果を評価し、組織工学や再生医療へ革新的な生体材料の開発に繋がる知見を供することを最終目標とする。

研究成果の概要

再生中の器官には、細胞の脱分化や幹細胞の増殖を保証するための「細胞外マトリックス」や「分泌性増殖因子」で構成されたマトリソームが存在していると考えられている。本研究では、イモリとカエルの四肢再生芽マトリソームの比較オミックス解析を行った。その中でイモリ再生特有なマトリソーム因子のノックアウトを行い、四肢再生における機能を解析した。およびイモリマトリソームプロテオミクスの高度化に必要なタンパク質データベースを充実させるためのゲノムプロジェクトを先進ゲノム支援の元に行った。さらに、マウス四肢再生を誘導するための脱細胞化マトリックスの移植実験を行い、その評価も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請課題によって得られる成果は、以下のような先進的な生体材料の開発に繋がることが期待できる。(1)創傷治癒や器官再生を促進する有用な治療用生体材料の開発。(2)より生体に近い機能と構造を持つオルガノイドの創生技術の開発。(3)幹細胞を生体に近い状態で大量に産生可能な培養技術の開発。
生体材料工学に新機軸を打ち出し、イモリの高い器官再生能力についてマトリソームという新しい視点から解明を行う本申請課題は、これまでに前例のないユニークな研究例となることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件)

  • [国際共同研究] California Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Karolinska Ins.(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] MaxPlanck Ins. CBG(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Fgf10 mutant newts regenerate normal hindlimbs despite severe developmental defects2024

    • 著者名/発表者名
      Suzuki M, Okumura A, Chihara A, Shibata Y, Endo T, Teramoto M, Agata K, Bronner ME, Suzuki K
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 121 号: 11

    • DOI

      10.1073/pnas.2314911121

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A CRISPR-Cas9-mediated versatile method for targeted integration of a fluorescent protein gene to visualize endogenous gene expression in Xenopus laevis2023

    • 著者名/発表者名
      Mochii M, Akizuki K, Ossaka H, Kagawa K, Umesono M, Suzuki K
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 506 ページ: 42-51

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2023.11.010

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9-based simple transgenesis in Xenopus laevis2022

    • 著者名/発表者名
      Shibata Y, Suzuki M, Hirose N, Takayama A, Sanbo C, Inoue T, Umesono Y, Agata K, Ueno N, Suzuki K, Mochii M
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 489 ページ: 76-83

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2022.06.001

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sequencing and chromosome-scale assembly of the giant Pleurodeles waltl genome2022

    • 著者名/発表者名
      Brown T, Elewa A, Iarovenko S, Subramanian E, Araus AJ, Petzold A, Susuki M, Suzuki K, Hayashi T, Toyoda A, Oliveira C, Osipova E, Leigh D, Simon A, Yun M
    • 雑誌名

      Biorxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.10.19.512763

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Newt Hoxa13 has an essential and predominant role in digit formation during development and regeneration2022

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Takashi、Matsubara Haruka、Minamitani Fumina、Satoh Yukio、Tozawa Sayo、Moriyama Tomoki、Maruyama Kohei、Suzuki Ken-ichi T.、Shigenobu Shuji、Inoue Takeshi、Tamura Koji、Agata Kiyokazu、Hayashi Toshinori
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 号: 5

    • DOI

      10.1242/dev.200282

    • 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

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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