| 研究課題/領域番号 |
21K06099
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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43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
森本 雄祐 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50631777)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 細胞分化 / 脱分化 / 細胞内pH / シグナル伝達 / 蛍光イメージング / c-di-GMP / 発生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞分化と脱分化の制御メカニズムの解明は、発生生物学、さらには再生医工学の分野において必須の課題である。これに対し、細胞内pHは細胞分化やシグナル伝達において、重要な要因の一つとして働いていることが知られているが、その詳細な役割は明らかになっていない。本研究課題では、細胞分化と脱分化に伴う細胞質pH変化を、高感度な分化・脱分化マーカーとして捉える計測手法を確立する。また、細胞質pHの人為制御によって、細胞性粘菌の細胞分化と脱分化を操作することにより、脱分化におけるpH変化の役割を明らかにすることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
細胞性粘菌の多細胞体における柄細胞分化をモデルとし、分化と脱分化に伴うpH変化をイメージングすることで、真核生物の高感度な分化・脱分化マーカーとして捉える計測手法を確立した。タイムラプスpHイメージングにより、予定柄細胞への分化に伴う細胞質pHの低下、予定柄細胞から成長細胞への脱分化に伴う細胞質pHの上昇を捉えることに成功した。また、pHと同様に細胞性粘菌の柄細胞分化に働くと考えられているc-di-GMPシグナルの可視化を行い、発生過程におけるc-di-GMPシグナルの時空間ダイナミクスを明らかにした。これは世界で初めて真核生物内で働くc-di-GMPシグナルを可視化した成果である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞性粘菌の柄細胞分化をモデルとし、pH変化を高感度な分化・脱分化マーカーとして捉える計測手法を確立した。細胞質pH変化は細胞内の物理量の変化であり、細胞内のタンパク質、脂質等、さまざまな機能を変化させるため、細胞性粘菌の発生機構に限らず、細胞分化のグローバルなトリガーとして働いている可能性があり、他の真核生物種への応用が期待される。また、もう一つの成果として、世界で初めて真核生物内で働くc-di-GMPシグナルの可視化に成功した。c-di-GMPは原核生物のグローバルシグナルであるとともに、ヒト細胞において自然免疫応答を引き起こすことも知られているため、幅広い応用が期待される。
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