| 研究課題/領域番号 |
22KJ2407
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| 補助金の研究課題番号 |
21J40176 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分57070:成長および発育系歯学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
宮崎 佳奈子 九州大学, 歯学研究院, 特別研究員(RPD)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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 | 歯原性上皮細胞 / 極性化 / 分化 / epithelial extrusion / 多層化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
器官形成において、幹細胞は非対称に分裂し、核が局在し極性をもちながら機能に適した形態に変化しながら多層化し分化していく。しかしながら、その極性化と呼ばれる形態変化をもたらす細胞内外のメカニズムについてはあまりわかっていない。申請者は歯の歯原性上皮細胞をモデルとして極性および多層化に重要と思われる候補遺伝子の同定に成功し、同定した候補遺伝子が極性化および多層化を生じるメカニズムを解明することを目的として研究を開始している。これらのメカニズムの解明ができれば、細胞の「かたち」を作り、器官を形成するメカニズムの解明につながると考えられる。
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| 研究実績の概要 |
器官形成の過程では、細胞は増殖し多層化しながら分泌や吸収といった目的の機能を果たす器官を形成する。歯において、歯原性上皮幹細胞はエナメルを形成するエナメル芽細胞へと分化するが、その過程で球状の細胞形態が円柱状になり、核はマトリックスを分泌する方向とは反対側の基底側に局在するようになる。このような頂端側と基底側が生じる細胞の形態変化は極性化と呼ばれ、極性化には細胞接着が関与するとされるが、細胞内の詳細なメカニズムは不明である。
申請者は、こうしたダイナミックな細胞形態の変化を生じる歯原性上皮細胞を、極性化と多層化のメカニズムの解析モデルとして設定し、さらに細胞の極性形成および多層化に重要と思われる候補遺伝子の同定に成功した。同定した候補遺伝子がコードするタンパク質は、細胞膜だけでなく核内にも局在することが判明しており、さらにβ-cateninと同様にarmadillo repeat domain (ARM domain)を有している。β-cateninはARM domainを介して転写因子TCF/LEFに結合することから、同タンパク質が核内において転写共益因子として働く可能性を着想し解析を行なった。同タンパク質は歯の発生初期に核内に局在することがわかっているため、胎生14日齢マウス臼歯歯胚を用いてタンパク質を回収し細胞分画法にてクロマチン分画のみを抽出した。さらに抗モノクローナル抗体を用いて免疫沈降および銀染色を行い、液体クロマトグラフィー質量分析を行なった。これにより、クロマチン分画において結合する転写因子を同定することに成功した。同定した転写因子は、多層化に極めて重要とされる遺伝子であり、候補タンパク質が多層化に関与している可能性が高まった。来年度はChIP-seqを行い、標的遺伝子のプロモーター領域を網羅的に解析し、標的遺伝子を同定する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
同定した候補遺伝子がコードするタンパク質は、その構造から転写共益因子であることが予想された。実際に、胎生14日齢マウス歯胚のクロマチン分画を抽出して、抗モノクローナル抗体を用いて液体クロマトグラフィー質量分析を行い、結合する転写因子を同定することができた。同定した転写因子は、多層化に極めて重要とされる遺伝子であったことから、同タンパク質が転写共益因子として働くことを世界で初めて発見でき、さらに極性化や多層化に関与することを裏付けることができた。以上のことから、本研究を進めるにあたり概ね順調と考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
同定した遺伝子がコードするタンパク質が、核内で転写共益因子として作用する可能性が高まったため、ChIP-seqを用いて結合するプロモーター領域を網羅的に解析し、標的遺伝子を同定する予定としている。
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