超高圧電子線トモグラフィー法によるマウス胚ノード繊毛構造と回転方向制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24770209
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 篠原 恭介 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (20527387)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 繊毛 / 発生・分化

研究成果の概要

ヒトの臓器は左右非対称な形態を示すがこれは繊毛運動が作り出す水流により決まる事が知られている。本研究ではこの繊毛の運動と構造の関係性を明らかにした。マウス胚ノード繊毛は時計回りに回転運動するが、これに微小管を安定化させるタキソールを処理すると方向が一定しない回転運動になる事が観察された。さらに電子線トモグラフィーによって繊毛内の微小管配置を解析した所、通常規則正しい微小管の配置がタキソール処理により乱れる事が観察された。実験データで得られた繊毛構造を元にコンピューターシミュレーションを行った所、微小管の規則正しい配置が一方向への安定な回転運動を行う上で必須である事が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Pih1d3 is required for cytoplasmic preassembly of axonemal dynein in mouse sperm. (2014)
  • 著者名/発表者名: Dong, F., Shinohara, K., Nabeshima, R., Botilde, Y., Asai, Y., Fukumoto, A., Hasegawa, T., Matsuo, M., Takeda, H., Shiratori, H., Nakamura T., and Hamada, H.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 204 号: 2 ページ: 203-213
  • DOI: 10.1083/jcb.201304076
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Asymmetric rotational stroke in mouse node cilia during left-right determination (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Takamastu, T. Ishikawa, K. Shinohara, H. Hamada
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 87 号: 5 ページ: 50701-50701
  • DOI: 10.1103/physreve.87.050701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrodynamic phase locking in mouse node cilia (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Takamastu, K. Shinohara, T. Ishikawa, H. Hamada
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 号: 24 ページ: 248107-248107
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.248107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cluap1 localizes preferentially to the base and tip of cilia and is required for ciliogenesis in the mouse embryo (2013)
  • 著者名/発表者名: Botilde, Y., Yoshiba, S., Shinohara, K., Hasegawa, T., Nishimura, H., Shiratori, H. and Hamada, H.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 381 号: 1 ページ: 203-212
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2013.05.024
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The dynamic right-to-left Translocation of Cerl2 is involved in the regulation and termination of nodal activity in the mouse node (2013)
  • 著者名/発表者名: Jose Manuel Ina cio, Sara Marques, Tetsuya Nakamura, Kyosuke Shinohara, Chikara Meno, Hiroshi Hamada, Jose Anto nio Belo
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cilia at the Node of Mouse Embryos Sense Fluid Flow for Left-Right Determination via Pkd2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshiba S, Shiratori H, Kuo IY, Kawasumi A, Shinohara K, Nonaka S, Asai Y, Sasaki G, Belo JA, Sasaki H, Nakai J, Dworniczak B, Ehrlich BE, Pennekamp P, Hamada H
  • 雑誌名: Science 巻: 338(6104):226-3 号: 6104 ページ: 226-231
  • DOI: 10.1126/science.1222538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid flow and interlinked feedback loops establish left-right asymmetric decay of Cerl2 mRNA in the mouse embryo (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Saito, D., Kawasumi, A., Shinohara, K., Asai, Y., Takaoka, K., Dong, F., Takamatsu, A., Belo, J.A., Mochizuki, A., and Hamada, H.
  • 雑誌名: Nat.Communic 巻: 3 号: 1 ページ: 1322-1322
  • DOI: 10.1038/ncomms2319
  • 査読あり
• [学会発表] Unexpectedly fragile architecture of nodal cilia that determine left-right asymmetry in the mouse embryo (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyosuke Shinohara
  • 学会等名: Cilia 2014
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21