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温度依存的・非依存的な胚発生速度を規定する分子機構の解明

公募研究

研究領域温度を基軸とした生命現象の統合的理解
研究課題/領域番号 16H01394
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

野村 真  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10323007)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード胚体外温度 / 神経前駆細胞 / 増殖 / 分化 / Notch シグナル / 進化 / 温度 / 羊膜類 / 胚発生 / 神経幹細胞 / 温度生物学 / 発生・分化 / 温度依存性 / 遺伝子発現
研究実績の概要

本研究計画では、1) 脊椎動物では研究報告のほとんど無い温度依存的・非依存的な発生速度調節機構が実際に存在するのか、2) こうした調節機能が存在する場合どのような細胞内シグナル機構に依存しているのか、の2つの課題を検証することを目標とした。このため、羊膜類(哺乳類、爬虫類、鳥類)の胚を30度および37度の環境下で培養し、大脳皮質原基の神経前駆細胞の増殖・分化率を測定した。その結果、爬虫類(カメ)胚の大脳では温度変化に関わらず神経前駆細胞の増殖・分化率は一定に保たれていたが、鳥類(ニワトリ)胚では発生至適温度よりも低温(30度)において神経分化率の著しい低下が認められた。温度依存的な神経分化率の基盤となる分子機構を解明するため、神経前駆細胞の分化運命決定に必須の役割を果たすNotch シグナルの活性を神経幹細胞培養系で測定した。その結果、鳥類の神経前駆細胞におけるNotchシグナル活性が30度環境下において有意に上昇することを発見した。さらに、このNotchシグナルの活性上昇はDynamin阻害剤により抑制されることから、低温におけるNotchシグナル活性の上昇はエンドサイトーシス経路に依存している可能性が示された。興味深いことに、カメ胚の神経前駆細胞におけるNotchシグナルもニワトリと同様の温度依存的な活性上昇を示すが、この活性変化はエンドサイトーシス非依存的な経路に依存していることが推測された。さらに、哺乳類(マウス、ラット)胚の神経前駆細胞は細胞外の温度が変化してもNotchシグナル活性を一定に補償する機構が存在することを示唆するデータを得た。これらの結果より、1) 脊椎動物の胚には温度依存的・非依存的な胚発生速度調節機構が実際に存在すること、2) Notch シグナルが温度依存的な胚発生速度を制御する分子機構として機能していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] アチュカロバスク神経科学センターi(スペイン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Oxford University(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 5. Species-Specific Mechanisms of Neuron Subtype Specification Reveal Evolutionary Plasticity of Amniote Brain Development.2018

    • 著者名/発表者名
      Nomura T, Yamashita W, Gotoh H, Ono K.
    • 雑誌名

      Cell Rep

      巻: 22 号: 12 ページ: 3142-3151

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.02.086

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Conserved and divergent functions of Pax6 underlie species-specific neurogenic patterns in the developing amniote brain2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Wataru、Takahashi Masanori、Kikkawa Takako、Gotoh Hitoshi、Osumi Noriko、Ono Katsuhiko、Nomura Tadashi
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 号: 8 ページ: 159764-159764

    • DOI

      10.1242/dev.159764

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Future Vocation of Neural Stem Cells: Lineage Commitment in Brain Development and Evolution2017

    • 著者名/発表者名
      Nomura Tadashi、Gotoh Hitoshi、Ono Katsuhiko
    • 雑誌名

      Neurochemical Research

      巻: 43 号: 1 ページ: 153-156

    • DOI

      10.1007/s11064-017-2380-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Avian brains: insights from development, behaviors and evolution2017

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Nomura, Ei-Ichi Izawa
    • 雑誌名

      Development Growth and Differentiation

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生命科学実験動物としてのソメワケササクレヤモリの飼育・繁殖方法2017

    • 著者名/発表者名
      野村真
    • 雑誌名

      STUDIA HUMANA et NATURALIA

      巻: 50 ページ: 49-56

    • NAID

      120006328754

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] The Neocortical Homologues in Nonmammalian Amniotes: Bridging the Hierarchical Concepts of Homology Through Comparative Neurogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Nomura, Tatsumi Hirata
    • 雑誌名

      Evolution of nervous systems 2e

      巻: 2 ページ: 195-204

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-804042-3.00041-5

    • ISBN
      9780128040966
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid and efficient gene delivery into the adult mouse brain via focal electroporation2016

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Nomura, Yusuke Nishimura, Hitoshi Gotoh, Katsuhiko Ono
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 29817-29817

    • DOI

      10.1038/srep29817

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oligodendrocyte precursor cells in the mouse optic nerve originate in the preoptic area.2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Ono, Kengo Yoshii, Hiroyuki Tominaga, Hitoshi Gotoh, Tadashi Nomura, Hirohide Takebayashi, Kazuhiro Ikenaka
    • 雑誌名

      Brain structure and function

      巻: - 号: 5 ページ: 2441-2448

    • DOI

      10.1007/s00429-017-1394-2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Glycogen serves as an energy source that maintains astrocyte cell proliferation in the neonatal telencephalon.2016

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Gotoh, Tadashi Nomura, Katsuhiko Ono.
    • 雑誌名

      Journal of Cerebal Blood Flow and Metabolism

      巻: - 号: 6 ページ: 2294-2307

    • DOI

      10.1177/0271678x16665380

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 羊膜類における温度依存的・非依存的な神経分化機構とその進化2018

    • 著者名/発表者名
      野村真
    • 学会等名
      第11回神経発生討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 温度依存的・非依存的な胚発生速度を規定する分子機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      野村真
    • 学会等名
      京都4大学連携フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 外温性および内温性動物の発生と進化適応2016

    • 著者名/発表者名
      野村真
    • 学会等名
      第1回Biothermology Workshop ー生命システムの熱科学
    • 発表場所
      愛知県岡崎市・岡崎カンファレンスセンター
    • 年月日
      2016-12-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 外温性および内温性動物の脳の発生と進化2016

    • 著者名/発表者名
      野村真
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会シンポジウム「温度生物学の挑戦」
    • 発表場所
      茨城県筑波市・筑波国際会議場
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Changes in Pax6-dependent neurogenesis during amniote brain evolution2016

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Nomra
    • 学会等名
      The 22nd International Congress of Zoology: Deciphering of neuronal evolution in modern era: Integrative and functional genomics of brains and neural circuits
    • 発表場所
      沖縄県国頭郡・沖縄科学技術大学院大学
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 転写因子の比較機能解析による大脳皮質進化過程の解明2016

    • 著者名/発表者名
      野村真
    • 学会等名
      日本進化学会第18回東京大会シンポジウム
    • 発表場所
      東京都・東京工業大学
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparative developmental analyses of amniote brains2016

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Nomura
    • 学会等名
      8th Congress of Asia-Oceania Society for Comparative Endocrinology
    • 発表場所
      Seoul, Korea University
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Brain evolution by design -from neural origin to cognitive architecture2017

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Shigeno, Yasunori Murakami, Tadashi Nomura
    • 総ページ数
      438
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 知性のルーツをもたらした柔軟な遺伝子の機能

    • URL

      https://www.kpu-m.ac.jp/doc/news/2018/20180403.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] https://tadnom.jimdo.com/recent-activities/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-01-31  

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