小型魚モデルの利点を駆使した脳形成オーガナイザーの形成制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23570247
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 弥益 恭 埼玉大学, 大学院理工学研究科, 教授 (60230439)
• 研究分担者: 川村 哲規 埼玉大学, 大学院理工学研究科, 講師 (10466691)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 脳形成 / 脳部域化 / 遺伝子制御ネットワーク / ゼブラフィッシュ / 発生遺伝学 / 局所オーガナイザー / 転写制御機構 / 神経分化 / 遺伝子ネットワーク / 転写制御 / エンハンサー解析 / 転写調節因子 / GAL4-UAS系 / マイクロアレイ / 遺伝子制御

研究概要

ゼブラフィッシュを用いて脊椎動物脳形成制御機構の研究を行った。まず、峡部形成遺伝子gbx2とpou2について機能の詳細を明らかとし、いずれもが神経分化に関与することを示唆した。また、神経板前端形成遺伝子emx3、峡部形成を制御するpax2aとpou2について、転写制御機構の詳細を明らかとした。一方、多様な発生異常を示す変異体kanazutsi 変異体について、神経堤及び体節の形成異常が起きること、原因がglobin family遺伝子の変異であることを示した。さらに、ゼブラフィッシュでの発生遺伝学研究において強力な新規研究技術であるGAL4/UAS系とTALEN法の導入に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Gbx2 functions as a transcriptional repressor to regulate the specification and morphogenesis of the mid-hindbrain junction in a dosage- and stage-dependent manner (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, Y., Kikuta, H., Kanai, M., Yoshikawa, K., Kawamura, A., Kobayashi, K., Wang, Z., Khan, A., Kawakami, K., and Yamasu, K.
  • 雑誌名: Mechanisms of Development 巻: 130 号: 11-12 ページ: 532-552
  • DOI: 10.1016/j.mod.2013.07.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pou2, a class V POU-type transcription factor in zebrafish, regulates dorsoventral patterning and convergent extension movement at different blastula stages (2012)
  • 著者名/発表者名: Khan A, Nakamoto A, Okamoto S, Tai M, Nakayama Y, Kobayashi K, Kawamura A, Takeda H, Yamasu K.
  • 雑誌名: Mechasmims of Development 巻: 129 号: 9-12 ページ: 219-235
  • DOI: 10.1016/j.mod.2012.07.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesendoderm specification depends on the function of Pou2, the class V POU-type transcription factor, during zebrafish embryogenesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Khan A, Nakamoto A, Tai M, Saito S, Nakayama Y, Kawamura A, Takeda H, Yamasu K.
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 54 号: 7 ページ: 686-701
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2012.01369.x
  • NAID: 10031136935
  • 査読あり
• [雑誌論文] Binding properties of thyroxine to nuclear extract from sea urchin larvae (2012)
  • 著者名/発表者名: M Saito, K Yamasu, T Suyemitsu
  • 雑誌名: Zool 巻: 29 号: 2 ページ: 79-82
  • DOI: 10.2108/zsj.29.79
  • NAID: 40019149484
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retinoic acid-dependent establishment of positional information in the hindbrain was conserved during vertebrate evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: A Ishioka, T Jindo, T Kawanabe, K Hatta, M S Parvin, M Nikaido, Y Kuroyanagi, H Takeda, K Yamasu
  • 雑誌名: Dev Biol 巻: 350 号: 1 ページ: 154-168
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2010.10.011
  • 査読あり
• [学会発表] A novel mutation involved in the development neural crest cells and somites in zebrafish embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, K. Yamasu
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] Gbx2 regulates neurogenesis in the cerebellum during early vertebrate development (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Yamasu
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] In vitro analysis of the transcriptional regulatory mechanism of zebrafish pou2 that encodes a class V POU transcription factor (2013)
  • 著者名/発表者名: K Kobayashi, K Yamasu
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] Repeated utilization of Pou2, a class V POU-type transcription factor in zebrafish, in regulation of multiple aspects of early development (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Khan, K. Yamasu
  • 学会等名: 8th European Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Barcelona Spain
  • 年月日: 2013-07-11
• [学会発表] A novel mutation involved in neural crest differentiation in zebrafish embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, K. Yamasu
  • 学会等名: 8th European Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Barcelona Spain
  • 年月日: 2013-07-10
• [学会発表] Studies on the gene network with a focus on Gbx2 transcription factor at the midbrain-hindbrain boundary (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Yamasu
  • 学会等名: 8th European Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Barcelona Spain
  • 年月日: 2013-07-10
• [学会発表] Gbx2 regulates neurogenesis in the cerebellum during early vertebrate development (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Kana Kobayashi, Zhe Wang, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
• [学会発表] A novel mutation involved in the development neural crest cells and somites in zebrafish embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Takahashi, Yuki Ito, Mami Yoshimura, Masataka Nikaido, Akinori Kawamura, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
• [学会発表] In vitro analysis of the transcriptional regulatory mechanism of zebrafish pou2 that encodes a class V POU transcription factor (2013)
  • 著者名/発表者名: Kana Kobayashi, Alam Khan, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
• [学会発表] Transcriptional regulation of hes6 gene in presomitic mesoderm and tailbud in zebrafish (2013)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kawamura, Miki Hoshikawa, Kenji Nakajo, Hiroki Ovara, Daisuke Yokota, Shin-ichiHigashijima, Shinji Takada, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
• [学会発表] Comprehensive analysis of gbx2 target genes suggests that gbx2 functions as a transcriptional activator or a repressor depending on tissues and target genes (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Zhe Wang, Kana Kobayashi, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第19回 小型魚類研究会
  • 発表場所: 仙台市情報・産業プラザ（宮城県仙台市）
• [学会発表] Transcriptional regulatory mechanism of pou2 that controls a broad spectrum of zebrafish development (2013)
  • 著者名/発表者名: Kana Kobayashi, Alam Khan, Mst. Shahnaj Parvin, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第19回 小型魚類研究会
  • 発表場所: 仙台市情報・産業プラザ（宮城県仙台市）
• [学会発表] A novel mutation involved in the development of neural crest-derived tissues and organs in zebrafish embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ito, Kazuki Takahashi, Mami Yoshimura, Masataka Nikaido, Akinori Kawamura, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第19回 小型魚類研究会
  • 発表場所: 仙台市情報・産業プラザ（宮城県仙台市）
• [学会発表] A cis-regulatory module downstream of hes6 gene controlled by T-box and Ets transcription factors drives the expression in presomitic mesoderm and tailbud of zebrafish embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kawamura, Miki Hoshikawa, Kenji Nakajo, Hiroki Ovara, Daisuke Yokota, Shin-ichi Higashijima, Shinji Takada, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第19回 小型魚類研究会
  • 発表場所: 仙台市情報・産業プラザ（宮城県仙台市）
• [学会発表] Repeated utilization of Pou2, a class V POU-type transcription factor in zebrafish, in regulation of multiple aspects of early development (2013)
  • 著者名/発表者名: Alam Khan, Andrew Nakamoto, Yukiko Nakayama, Kana Kobayashi, Akinori Kawamura, Hiroyuki Takeda, and Kyo Yamasu
  • 学会等名: 8th European Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Palau de Congressos de Catalunya (Barcelona, Spain)
• [学会発表] Studies on the gene network with a focus on Gbx2 transcription factor at the midbrain-hindbrain boundary (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Zhe Wang, Kana Kobayashi, Hiroshi Kikuta, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 8th European Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Palau de Congressos de Catalunya (Barcelona, Spain)
• [学会発表] A novel mutation involved in neural crest differentiation in zebrafish embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ito, Kazuki Takahashi, Mami Yoshimura, Masataka Nikaido, Akinori Kawamura, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 8th European Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Palau de Congressos de Catalunya (Barcelona, Spain)
• [学会発表] Functional analysis of the forebrain-forming genes in zebrafish embryos by the GAL4-UAS system (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Taira, K. Yamasu
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] Identification of the telencephalon enhancer of emx3 that functions in zebrafish embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shimura, K. Yamasu
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] Functional analysis of zebrafish Gbx2 as a transcriptional regulator in embryos and cell culture system (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Yamasu
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] Functional analysis of Gbx2 in brain development using the heat shock induction system (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Yamasu
  • 学会等名: 10th International Conference on Zebrafish Development & Genetics
  • 発表場所: Madison USA
  • 年月日: 2012-06-23
• [学会発表] Analysis of the roles played by a zebrafish class V POU protein Pou2/Pou5f1 in mesendodermal specification (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Khan, K. Yamasu
  • 学会等名: 45th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] The Gbx2 homeodomain protein functions as a transcriptional repressor in zebrafish embryos and embryonal carcinoma cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Yamasu
  • 学会等名: 45th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] Analysis of the roles played by a zebrafish class V POU protein, Pou2/Pou5f1, in mesendodermal specification (2012)
  • 著者名/発表者名: Alam Khan, Yukiko Nakayama & Kyo Yamasu
  • 学会等名: 日本発生生物学会第45回大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸）
• [学会発表] The Gbx2 homeodomain protein functions as a transcriptional repressor in zebrafish embryos and embryonal carcinoma cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Kimihito Yoshikawa, Zhe Wang, Maiko Kanai, and Kyo Yamasu
  • 学会等名: 日本発生生物学会第45回大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸）
• [学会発表] Functional analysis of Gbx2 in brain development using the heat shock induction system (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Zhe Wang, Maiko Kanai, Hiroshi Kikuta, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 10th International Conference on Zebrafish Development & Genetics
  • 発表場所: University of Wisconsin (Madison, USA)
• [学会発表] Functional analysis of the forebrain-forming genes in zebrafish embryos by the Gal4-UAS system (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Taira, Yuri Kuroyanagi, Koichi Kawakami, and Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第18回 小型魚類研究会
  • 発表場所: 京都大学（京都）
• [学会発表] Gbx2 functions as a transcriptional activator in zebrafish embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Zhe Wang, Maiko Kanai, Hiroshi Kikuta, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第18回 小型魚類研究会
  • 発表場所: 京都大学（京都）
• [学会発表] 脊椎動物胚における脳形成制御機構の研究：発生遺伝学的アプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 弥益 恭
  • 学会等名: 第３回 埼玉大学脳科学融合研究センター・シンポジウム「脳の発生・発達とその破綻の理解をめざして」
  • 発表場所: 埼玉大学（さいたま）
  • 招待講演
• [学会発表] Functional analysis of zebrafish Gbx2 as a transcriptional regulator in embryos and cell culture system (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Zhe Wang, Kana Kobayashi, Hiroshi Kikuta, Maiko Kanai, and Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] Identification of the telencephalon enhancer of emx3 that functions in zebrafish embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyosuke Shimura, Yuri Kuroyanagi, Rieko Nakamura, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] Functional analysis of the forebrain-forming genes in zebrafish embryos by the GAL4-UAS system (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Taira, Ayano Shinoto, Gembu Abe, Koichi Kawakami, and Kyo Yamasu
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
• [学会発表] 脊椎動物の発生において脳原基の部域化を制御する遺伝子ネットワーク (2012)
  • 著者名/発表者名: 弥益 恭
  • 学会等名: 埼玉大学・国立環境研究所共催シンポジウム「我々を取り巻く環境と健康 ～環境科学と基礎生物学の最近の研究動向～」
  • 発表場所: 埼玉会館（さいたま）
  • 招待講演
• [学会発表] Comprehensive analysis of the regulatory gene network initiated by gbx2 at the midbrain-hindbrain boundary (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Yamasu
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Requirements of a Class V POU transcription factor Pou2/Pou5f1 in different aspects of zebrafish development (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Khan, K. Yamasu
  • 学会等名: The 5th Asia-Oceania Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Beijing China
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] Functional alteration of the Gbx2 transcription factor during zebrafish brain development (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakayama, K. Yamasu
  • 学会等名: 44th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: Ginowan
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Functional alteration of the Gbx2 transcription factor during zebrafish brain development (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Zhe Wang, Maiko Kanai, Hiroshi Kikuta & Kyo Yamasu
  • 学会等名: 44th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄)
• [学会発表] Class III POU factors directly regulate Otx2 expression by binding to the forebrain and midbrain enhancer (2011)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Inoue, Maiko Takahashi, Daisuke Kurokawa, Nobuyoshi Takasaki, Tomomi Ohmura, Kyo Yamasu, Shinichi Aizawa
  • 学会等名: 44th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄)
• [学会発表] Requirements of a Class V POU transcription factor Pou2/Pou5f1 in different aspects of zebrafish development (2011)
  • 著者名/発表者名: Alam Khan, Kazumasa Takemoto, Hiroyuki Takeda, Yamasu, K
  • 学会等名: The 5th Asia-Oceania Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Molecular analysis of the Gbx2 function in the MHB formation in zebrafish embryo (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Zhe Wang, Maiko Kanai, Hiroshi Kikuta, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 17th Japanese Medaka Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 東レ総合研修センター（静岡）
• [学会発表] Analysis of the roles played by a class V POU protein, Pou2/Pou5f1, in zebrafish embryogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Alam Khan, Andrew Nakamoto, Shun Okamoto, Miyako Tai, Shinji Saito, Kazumasa Takemoto, Hiroyuki Takeda, Kyo Yamasu
  • 学会等名: 17th Japanese Medaka Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 東レ総合研修センター（静岡）
• [学会発表] Comprehensive analysis of the regulatory gene network initiated by gbx2 at the midbrain-hindbrain boundary (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Nakayama, Zhe Wang, Maiko Kanai, Hiroshi Kikuta, Kyo Yamasu
  • 学会等名: The 34th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: パシフィコ横山（神奈川）
• [学会発表] 小型魚類を用いた脳形成制御機構の発生遺伝学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 弥益 恭
  • 学会等名: 第10回国際バイオEXPO・バイオ アカデミックフォーラム
  • 発表場所: 東京ビッグサイト（東京）
• [学会発表] 脊椎動物胚における脳形成制御機構の研究：発生遺伝学的アプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 弥益 恭
  • 学会等名: 自治医科大学＆埼玉大学・連携記念シンポジウム
  • 発表場所: 自治医科大学（栃木）
• [備考]
  • URL: http://devbiol.seitai.saitama-u.ac.jp
• [備考] 埼玉大学大学院理工学研究科 生命科学部門 理学部生体制御学科 発生生物学研究室
  • URL: http://devbiol.seitai.saitama-u.ac.jp
• [備考] 発生生物学研究室
  • URL: http://devbiol.seitai.saitama-u.ac.jp/index.html
• [備考] 埼玉大学 研究機構 脳科学融合研究センター
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://devbiol.seitai.saitama-u.ac.jp/