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ホヤの心臓における拍動反転機構の解明を目指したHCNチャネル群の解析

研究課題

研究課題/領域番号 23KJ0080
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金
応募区分国内
審査区分 小区分44040:形態および構造関連
研究機関岩手大学

研究代表者

藤掛 雄馬  岩手大学, 大学院連合農学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-04-25 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2024年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2023年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードホヤ / 心臓 / ペースメーカー / HCNチャネル
研究開始時の研究の概要

ホヤの心臓は、定期的に拍動方向が反転する不思議な特徴をもつ。この拍動反転現象は、心臓に存在する自律的なリズムを発するペースメーカーの働きによって引き起こされることが示されているが、その仕組みの詳細は100年以上の間、未解明だった。本研究は、ペースメーカー細胞が自律的に拍動リズムを生成するために重要な因子を同定し、その発現と機能を解析することによって、分子レベルでの拍動反転の仕組みの解明を目指す。

研究実績の概要

・カタユウレイボヤの心臓組織における HCN チャネルの発現パターンをより詳しく調べるために、in situ hybridizationを行った。Ci-HCNa, b, c のうちで、RNAseqデータにおいてもっとも発現量が高かったCi-HCNcについては、前年度にin situ hybridizationによって発現を確認できたため、最終年度では、Ci-HCNa, bについてin situ hybridization法の検討を行った。結果として、カタユウレイボヤの心臓において、Ci-HCNa, bの明確な発現は確認できなかった。Ci-HCNa, bは、Ci-HCNcよりも発現量が低く、従来の手法では検出が難しいと判断した。より検出感度のいいRNAスコープなどの新しく登場した手法を今後検討する予定である。

・Ci-HCNcがPH領域の、Ci-HCNa, bがPV領域のリズム生成に果たす役割を明らかにするために、TALENを用いたゲノム編集による遺伝子発現阻害実験を行った。前年度に、共同研究者である筑波大学、笹倉靖徳教授のもとでTALENのコンストラクトを完成させた。その後、所属研究室において、エレクトロポレーション法を用いた、ホヤの受精卵へのTALENコンストラクトの導入法の条件検討を進めた。最終年度に、その導入法を用いた評価系を確立させた。その評価系を用いて、最終年度に、Ci-HCNcの発現を心臓特異的に阻害する実験を進めた。その結果、Ci-HCNcがカタユウレイボヤの心臓において、拍動リズム生成と拍動反転を制御する分子メカニズムに関与することが示唆された。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2024

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Pulsation waves along the Ciona heart tube reverse by bimodal rhythms expressed by a remote pair of pacemakers.2024

    • 著者名/発表者名
      Yuma Fujikake, Keita Fukuda, Katsuyoshi Matsushita, Yasushi Iwatani, Koichi Fujimoto, Atsuo S. Nishino
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 227 号: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1242/jeb.246810

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2023-04-26   更新日: 2024-12-25  

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