モデル脊索動物を用いた神経系細胞の個性化を司るゲノム情報発現ネットワークの解明

• 研究課題/領域番号: 25290067
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 日下部 岳広 甲南大学, 理工学部, 教授 (40280862)
• 研究分担者: 中井 謙太 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60217643) ; 鈴木 穣 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323646)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2014年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: ホヤ / メダカ / 転写調節 / 神経系 / 発生・分化 / 小分子RNA / 感覚器

研究成果の概要

神経系は多様なニューロンとグリア細胞から構成されており、共通の前駆細胞から生じるこれらの細胞が、各々固有の性質を獲得し、正しく配置されることが、神経系の機能発現のために必要であるが、その理解はきわめて断片的である。ゲノムも神経系もともにシンプルなホヤとメダカを用い、神経系の各細胞が固有の性質を獲得するためのゲノム情報発現ネットワークを探った。ゲノムワイドにプロモーターを同定し、転写因子との相互作用を解析した。受精卵から神経細胞分化に至る過程の細胞系譜を明らかにし、細胞分化の制御に関わる因子として、マイクロRNAやRNA結合タンパク質の重要性を見出した。

研究成果

• [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校(米国)
• [国際共同研究] パリ第６大学(フランス)
• [雑誌論文] Genome-wide identification and characterization of transcription start sites and promoters in the tunicate Ciona intestinalis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokomori, R., Shimai, K., Nishitsuji, K., Suzuki, Y., Kusakabe, T. G., and Nakai K.
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 26 号: 1 ページ: 140-150
  • DOI: 10.1101/gr.184648.114
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 太古に遡る嗅覚と生殖のつながり ―ホヤを使った研究から― (2016)
  • 著者名/発表者名: 島井光太郎，日下部岳広
  • 雑誌名: AROMA RESEARCH 巻: 17 ページ: 42-44
• [雑誌論文] The pre-vertebrate origins of neurogenic placodes (2015)
  • 著者名/発表者名: Abitua, P. B., Gainous, T. B., Kaczmarczyk, A. N., Winchell, C. J., Hudson, C., Kamata, K., Nakagawa, M., Tsuda, M., Kusakabe, T. G., and Levine, M.
  • 雑誌名: Nature 巻: 524 号: 7566 ページ: 462-465
  • DOI: 10.1038/nature14657
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcriptional co-regulation of evolutionarily conserved microRNA/cone opsin gene pairs: implications for photoreceptor subtype specification. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Daido, Sakurako Hamanishi, Takehiro G. Kusakabe
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 392 号: 1 ページ: 117-129
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2014.04.021
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ホヤ中枢神経系におけるPiwiの役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 島井光太郎, 堀江健生，横森類，西辻光希，中井謙太，日下部岳広
  • 学会等名: RNAフロンティアミーティング2015
  • 発表場所: タカミヤヴィレッジホテル樹林（山形県山形市）
  • 年月日: 2015-12-09
• [学会発表] 発生システムが動物ボディプラン進化を制約している可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 入江直樹、Song Guo、Haiyang Hu、島井光太郎、Fang Li、Guojie Zhang、倉谷滋、Shiping Liu、Jr-Kai Yu、笹川洋平、日下部岳広、Philipp Khaitovich
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] カタユウレイボヤにおけるPax2/5/8発現細胞の発生運命 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川裕一、島井光太郎、向恵実、大道裕、西辻光希、日下部岳広
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] メダカ視細胞の形態多様性の解析および視細胞形態とオプシンアイソフォームの関係性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 細川恵梨華、大道裕、柏木洋貴、赤澤菜摘、佐々木奨太、久原篤、本多大輔、日下部岳広
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Targeted disruption of cone photoreceptor subtype-specific miRNA genes by the CRISPR/Cas9 system in medaka (2015)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Daido, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第21回小型魚類研究会
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-09-20
• [学会発表] メダカ視細胞の形態多様性を生み出す要因の検討 III (2015)
  • 著者名/発表者名: 細川恵梨華、大道裕、柏木洋貴、赤澤菜摘、佐々木奨太、久原篤、本多大輔、日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第86回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] Targeted disruption of a skeletal muscle actin gene by the CRISPR/Cas9 system in medaka (2015)
  • 著者名/発表者名: Shota Sasaki, Yutaka Daido, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第21回小型魚類研究会
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] A possible role of opsin isoforms in the morphological diversity of retinal photoreceptor cells in medaka (2015)
  • 著者名/発表者名: Erika Hosokawa, Yutaka Daido, Hiroki Kashiwagi, Natsumi Akazawa, Shota Sasaki, Atsushi Kuhara, Daiske Honda, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第21回小型魚類研究会
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] ホヤ中枢神経系におけるPax2/5/8 遺伝子の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川裕一，島井光太郎，向恵実，大道裕，西辻光希，日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第86回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] A role of Piwi in development of the ascidian central nervous system (2015)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shimai, Takeo Horie, Rui Yokomori, Koki Nishitsuji, Maki Shirae-Kurabayashi, Akira Nakamura, Rie Kusakabe, Kunio Inoue, Kenta Nakai, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] Studies on retinal photoreceptor cells in medaka as a model for studying mechanisms generating morphological diversity of neuronal cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Erika Hosokawa, Natsumi Akazawa, Hiroki Kashiwagi, Yutaka Daido, Atsushi Kuhara, Daiske Honda, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29
• [学会発表] Expression of the Pax2/5/8 genes delineates antero-posterior and dorso-ventral domains of the central nervous systems of the ascidian larva (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hasegawa, Kotaro Shimai, Megumi Mukai, Yutaka Daido, Koki Nishitsuji, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Structural and physiological analyses of a neural circuit for swimming locomotion of the Ciona intestinalis larva (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeo Horie, Masamichi Ohkura, Yasunori Sasakura, Takehiro G. Kusakabe, Junichi Nakai, Michael S. Levine, Masashi Nakagawa
  • 学会等名: 8th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: 青森市文化会館（青森県青森市）
  • 年月日: 2015-07-14
  • 国際学会
• [学会発表] Piwi and neuronal differentiation in the ascidian central nervous system (2015)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shimai, Takeo Horie, Rui Yokomori, Koki Nishitsuji, Kenta Nakai, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 8th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: 青森市文化会館（青森県青森市）
  • 年月日: 2015-07-14
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of a hedgehog gene in the central nervous system of Ciona intestinalis (2015)
  • 著者名/発表者名: Megumi Mukai, Yuichi Hasegawa, Haruka Sugimoto, Kotaro Shimai, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 8th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: 青森市文化会館（青森県青森市）
  • 年月日: 2015-07-14
  • 国際学会
• [学会発表] Regional homology of the central nervous system between ascidians and vertebrates: insights from Pax2/5/8 paralogs (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hasegawa, Kotaro Shimai, Megumi Mukai, Yutaka Daido, Koki Nishitsuji, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 8th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: 青森市文化会館（青森県青森市）
  • 年月日: 2015-07-14
  • 国際学会
• [学会発表] Electron microscopic visualization of neural circuits in the ascidian nervous system using molecular markers and genetically encoded tags (2015)
  • 著者名/発表者名: Erika Hosokawa, Hiroki Kashiwagi, Kotaro Shimai, Daiske Honda, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 8th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: 青森市文化会館（青森県青森市）
  • 年月日: 2015-07-14
  • 国際学会
• [学会発表] Piwi plays a role in regulating cell differentiation in the ascidian central nervous system (2015)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shimai, Takeo Horie, Rui Yokomori, Koki Nishitsuji, Kenta Nakai, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第36回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-04
• [学会発表] Identification and developmental fates of Pax2/5/8-expressing cells in Ciona intestinalis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hasegawa, Kotaro Shimai, Megumi Mukai, Yutaka Daido, Koki Nishitsuji, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第36回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-03
• [学会発表] On the mechanisms that generate morphological diversity of retinal photoreceptor cells: possible contribution of opsin subtypes (2015)
  • 著者名/発表者名: Erika Hosokawa, Natsumi Akazawa, Hiroki Kashiwagi, Yutaka Daido, Atsushi Kuhara, Daiske Honda, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 第36回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-06-03
• [学会発表] オプシンがメダカ視細胞の形態多様性に及ぼす影響の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 細川恵梨華、赤澤菜摘、柏木洋貴、大道裕、久原篤、本多大輔、日下部岳広
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] 動物進化と個体発生の統合的理解に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 入江直樹、consortium Joint turtle genomes、Philipp Khaitovich、Song Guo、Haiyang Hu、倉谷滋、Jr-Kai Yu-Sky、笹川洋平、島井光太郎、日下部岳広、Fang Li、Shiping Liu、Guojie Zhang
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] レポーター遺伝子を用いた透過型電子顕微鏡によるホヤ神経系細胞の特異的な可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏木洋貴、細川恵梨華、島井光太郎、本多大輔、日下部岳広
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] カタユウレイボヤヘッジホッグ遺伝子Ci-hh2 の中枢神経系における発現に必要なシス調節領域の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向恵実、日下部岳広
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] 計算機を用いた脊索動物カタユウレイボヤにおける組織特異的シス調節配列の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横森類、島井光太郎、西辻光希、鈴木穣、日下部岳広、中井謙太
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] ホヤ中枢神経系の前後および背腹パターンの進化的考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川裕一、島井光太郎、向恵実、大道裕、西辻光希、日下部岳広
  • 学会等名: ホヤ研究会2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-10-13
• [学会発表] カタユウレイボヤにおける転写開始点の網羅的同定とプロモーター解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横森類、島井光太郎、西辻光希、鈴木穣、日下部岳広、中井謙太
  • 学会等名: ホヤ研究会2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-10-13
• [学会発表] メダカ視細胞の形態多様性を生み出す要因の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 細川恵梨華、赤澤菜摘、柏木洋貴、大道裕、久原篤、本多大輔、日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] ホヤ幼生の遊泳運動神経回路の構造と生理機能の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀江健生、大倉正道、日下部岳広、中井淳一、中川将司
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] カタユウレイボヤ幼生におけるPax2/5/8発現細胞の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川裕一、島井光太郎、向恵実、大道裕、西辻光希、日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] カタユウレイボヤHedgehog遺伝子の神経索特異的発現に必要なシス調節領域の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向恵実、日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] カタユウレイボヤの運動を制御する神経回路の微細構造解析（II） (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏木洋貴、細川恵梨華、島井光太郎、本多大輔、日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Ciona and medaka as model organisms for studying neural development and function (2014)
  • 著者名/発表者名: Také Kusakabe
  • 学会等名: Seminar at Department of Molecular & Cell Biology, University of California, Berkeley
  • 発表場所: バークレー（米国カリフォルニア州）
  • 年月日: 2014-08-07
• [学会発表] 脊索動物ホヤの神経系の発生と機能 －動物１個体の神経回路の完全解明をめざして－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 日下部岳広
  • 学会等名: 神戸大学大学院理学研究科学術講演会
  • 発表場所: 神戸大学六甲台キャンパス（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-06-13
• [学会発表] Structural and physiological analysis for a central pattern generator controlling swimming locomotion of the ascidian larva (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeo Horie, Masamichi Ohkura, Takehiro G. Kusakabe, Junichi Nakai, Masashi Nakagawa
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会 シンポジウム「無脊椎動物から哺乳類へとつながる運動制御の神経回路 －Central Pattern Generator研究の最前線－」
  • 発表場所: 鹿児島
  • 招待講演
• [学会発表] Cone subtype-specific microRNAs as putative regulators for photoreceptor subtypes: evidence from primary transcripts localization and target prediction in medaka (2013)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Daido, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 19th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] hared cis-regulatory modules regulate transcription of evolutionarily conserved and bidirectionally transcribed miRNA-opsin gene pairs in the medaka retina (2013)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Daido, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 17th International Congress of Developmental Biology
  • 発表場所: Cancun, Mexico
• [学会発表] A novel somatic role of Piwi in the central nervous system of the ascidian Ciona intestinalis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shimai, Takeo Horie, Koki Nishitsuji, Maki Shirae-Kurabayashi, Akira Nakamura, Rie Kusakabe, Kenta Nakai, Kunio Inoue, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 17th International Congress of Developmental Biology
  • 発表場所: Cancun, Mexico
• [学会発表] Functional and structural evidence for a central pattern generator controlling swimming locomotion of the Ciona intestinalis larva (2013)
  • 著者名/発表者名: Takehiro G. Kusakabe, Koki Nishitsuji, Daisuke Moriguchi, Hiroki Kashiwagi, Kotaro Shimai, Daiske Honda, Masashi Nakagawa, Masamichi Ohkura, Junichi Nakai, Yasunori Sasakura, Takeo Horie
  • 学会等名: 7th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: Naples, Italy
• [学会発表] Cell-lineage analysis of the larval photoreceptor cells in Ciona intestinalis (2013)
  • 著者名/発表者名: Moeko Tanaka, Koki Nishitsuji, Yumiko Kato, Atsushi Kuhara, Kotaro Shimai, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 7th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: Naples, Italy
• [学会発表] Tracking cells expressing Hedgehog signaling molecules during postembryonic development of Ciona intestinalis (2013)
  • 著者名/発表者名: Megumi Mukai, A. F. M. Tariqul Islam, Kotaro Shimai, Yutaka Daido, Masashi Nakagawa, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 7th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: Naples, Italy
• [学会発表] Molecular characterization of Piwi in the central nervous system of the Ciona larva (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shimai, Takeo Horie, Koki Nishitsuji, Maki Shirae-Kurabayashi, Akira Nakamura, Rui Yokomori, Kenta Nakai, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 7th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: Naples, Italy
• [学会発表] Ultrastructural analysis of the neural circuit for swimming locomotion of the Ciona intestinalis larva (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Kashiwagi, Kotaro Shimai, Daiske Honda, Takehiro G. Kusakabe
  • 学会等名: 7th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: Naples, Italy
• [学会発表] Genome-wide analysis of transcription start sites and promoters in Ciona intestinalis (2013)
  • 著者名/発表者名: Rui Yokomori, Kotaro Shimai, Koki Nishitsuji, Yutaka Suzuki, Takehiro G. Kusakabe, Kenta Nakai
  • 学会等名: 7th International Tunicate Meeting
  • 発表場所: Naples, Italy
• [学会発表] 錐体オプシン遺伝子と共発現するマイクロRNAの役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大道裕、日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] カタユウレイボヤの運動を制御する神経回路の微細構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柏木洋貴、島井光太郎、本多大輔、日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] カタユウレイボヤ幼生の遊泳運動制御回路の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島井光太郎、森口大輔、西辻光希、笹倉靖徳、堀江健生、日下部岳広
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] カタユウレイボヤにおける転写開始点およびプロモーターの網羅的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横森類、島井光太郎、西辻光希、鈴木穣、日下部岳広、中井謙太
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] ホヤのメチローム解析から探る組織特異的メチル化の起源 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横山貴央、三浦史仁、岡村浩司、日下部岳広、伊藤隆司
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Development and function of the sensory and motor systems in the simple chordate Ciona intestinalis (2013)
  • 著者名/発表者名: Take Kusakabe
  • 学会等名: OIST Winter Course “Evolution of Complex Systems”
  • 発表場所: Onna, Okinawa, Japan
  • 招待講演
• [備考] DBTGR: Database of Tunicate Gene Regulation
  • URL: http://dbtgr.hgc.jp
• [備考] DBTGR: DataBase of Tunicate Gene Regulation
  • URL: http://dbtgr.hgc.jp/