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尾芽胚の曲がりを支える3D形態ロジック

公募研究

研究領域生物の3D形態を構築するロジック
研究課題/領域番号 16H01451
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

堀田 耕司  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (80407147)

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
11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード尾芽胚 / 曲がり / 4D imaging / 形態形成 / バイオメトリ- / 頂端収縮 / 細胞挿入 / 陥入 / バイオメトリー / 発生 / 進化 / 生物物理 / バイオイメージング / AMPA受容体 / 尾部湾曲 / カルシウムイメージング
研究実績の概要

1.本研究では、カタユウレイボヤ尾芽胚の尾部湾曲機構に注目し関連分子探索とその役割を解明することを目的とした。これまでに以下を明らかにした。1)カタユウレイボヤ尾芽胚期における形態的特徴量を9個抽出しホヤ尾芽胚期に相当するStage18からSt. 24までの経時変化を算出した。これらの特徴量に対し主成分分析を行った結果、第一主成分は尾部の伸長、第二主成分は尾部の曲がりを示す特徴量に分類され87%の累積寄与率を得た。2)第二主成分特異的に影響する阻害剤を探索したところ、リン酸化ミオシンを阻害するY27632およびML-7(ミオシン軽鎖キナーゼ阻害)は第二主成分のみ野生型と比較し有意差があることが分かった。3)尾芽胚期におけるリン酸化ミオシン抗体染色の結果、St. 21~23にかけてリン酸化ミオシンのシグナルが検出された。特にSt. 22の前方腹側表皮細胞の前後細胞境界に沿って強いシグナルが観察され、Y27632添加胚ではそのシグナルは消失した。局所曲率と腹側表皮の前後軸に沿ったリン酸化度合いとの相関を求めた結果、強い相関があることがわかった。4)リン酸化ミオシンの腹側表皮局在時の細胞形態を可視化するため、St. 21~24にかけて尾部の表皮細胞を3次元再構築し尾部湾曲に伴う細胞の形態変化情報を得た。一方、Y27632添加胚ではこの細胞形態変化は確認されず、細胞形態は前後軸方向へ大きく伸長していた。細胞の幾何学的な形態量を定量化し、局所曲率との相関を算出したところ、高い相関が得られた。以上より、ホヤ尾芽胚における尾部湾曲は腹側表皮におけるリン酸化ミオシンが関連する特定の細胞形態変化により引き起こされることが明らかにされた。

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 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 11件)

  • [国際共同研究] IST Austria(オーストリア)

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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] IST Austria(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] AMPA glutamate receptors are required for sensory-organ formation and morphogenesis in the basal chordate.2017

    • 著者名/発表者名
      Shinobu Hirai, Kohji Hotta, Yoshihiro Kubo, Atsuo Nishino, Shigeo Okabe, Yasushi Okamura, Haruo Okado
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      巻: - 号: 15 ページ: 3939-3944

    • DOI

      10.1073/pnas.1612943114

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of calcium transients during early embryogenesis in ascidians Ciona robusta ( Ciona intestinalis type A) and Ciona savignyi2017

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi Taichi、Hotta Kohji、Oka Kotaro
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 431 号: 2 ページ: 205-214

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2017.09.019

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The ontology of larval and metamorphosis stages in Ciona. I. Development.2017

    • 著者名/発表者名
      Kohji Hotta
    • 学会等名
      The 9th International Tunicate Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cleavage plane positioning in early ascidian embryos.2017

    • 著者名/発表者名
      Benoit G. Godard, Kohji Hotta, Nicolas Minc and Carl-Philipp Heisenberg
    • 学会等名
      The 9th International Tunicate Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comprehensive characterization of Ca2+ transients in early Ascidian development.2017

    • 著者名/発表者名
      Taichi Akahoshi, Kohji Hotta and Kotaro Oka
    • 学会等名
      The 9th International Tunicate Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TailbudProfiler: developing an automatic image analysis software for quantifying Ascidian tailbud morphogenesis.2017

    • 著者名/発表者名
      Raphael Gelin-Alessi, Hiromochi Muraoka, Kohji Hotta and Kotaro Oka
    • 学会等名
      The 9th International Tunicate Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatio-Temporal Relationship between Dynamics of Actin Cytoskeleton and Cell Stiffness in Early Ascidian Embryo Development.2017

    • 著者名/発表者名
      Taichi Imai, Wataru Koizumi, Yuki Fujii, Kohji Hotta, Takaharu Okajima and Kotaro Oka
    • 学会等名
      The 9th International Tunicate Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The molecular signatures of development in Botryllus schlosseri.2017

    • 著者名/発表者名
      Mark Kowarsky, Kohji Hotta, Lucia Manni, Chiara Anselmi, Norma F. Neff, Katherine J. Ishizuka, Karla J. Palmeri, Jennifer Okamoto, Stephen R. Quake, Irving L. Weissman and Ayelet Voskoboynik
    • 学会等名
      The 9th International Tunicate Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical genetics reveal the role of 14-3-3 ea in Ciona notochord tubulogenesis.2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Mizotani, Mayu Suzuki, Hidenori Watanabe, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba, Kohji Hotta, Kotaro Oka, Etsu Tashiro and Masaya Imoto
    • 学会等名
      The 9th International Tunicate Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphometry of Tailbud Embryo for Revealed Distinct Role on Tail Curving by Myosin-Dependent Mechanical Tension at Ventral Midline Epidermis.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromochi Muraoka, Wataru Koizumi , Benoit Godard , Kohji Hotta, Carl Philipp-Heisenberg and Kotaro Oka
    • 学会等名
      The 9th International Tunicate Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホヤ胚形成過程におけるCa2+濃度上昇の網羅的特徴づけComprehensive characterization of Ca2+ transients in early Ascidian development.2017

    • 著者名/発表者名
      赤星太一、堀田耕司、岡浩太郎
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ホヤ胚形成過程におけるCa2+濃度上昇の網羅的特徴づけ.2017

    • 著者名/発表者名
      赤星太一、堀田耕司、岡浩太郎
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 「初期胚発生過程における細胞弾性率と細胞骨格構造の時空間変動」Spatiotemporal change in elastic modulus and cytoskeletal structure of cells in early embryonic development.2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujii, T. Imai, W. Koizumi, K. Hotta, K. Oka, T. Okajima
    • 学会等名
      第55回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ホヤ初期発生におけるアクチン動態と細胞の硬さとの関係2017

    • 著者名/発表者名
      今井太一、小泉航、藤井裕紀、堀田耕司、岡嶋孝治、岡浩太郎
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ホヤ尾芽胚の尾部湾曲とリン酸化ミオシンとの関係.2017

    • 著者名/発表者名
      村岡宏望、小泉航、Benoit Godard、堀田耕司、Carl Philipp-Heisenberg、岡浩太郎
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] In vivo-Imaging Analysis of Calcium Transients in Early Development of Ascidian Embryo.2016

    • 著者名/発表者名
      Taichi Akahoshi, Kohji Hotta, Kotaro Oka
    • 学会等名
      The 22nd International Congress of Zoology, The 87th Meeting of The Zoological Society of Japan Joint Events
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・沖縄市)
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphometry of tailbud embryo for understanding mechanism of conserved chordate phylotypic embryo shape.2016

    • 著者名/発表者名
      Muraoka Hiromochi, Koizumi Wataru, Oka Kotaro, Hotta Kohji
    • 学会等名
      The 22nd International Congress of Zoology, The 87th Meeting of The Zoological Society of Japan Joint Events
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・沖縄市)
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between dynamics of cytoskeleton and cell stiffness in early ascidian embryo development.2016

    • 著者名/発表者名
      Imai T, Koizumi W, Fujii Y、Okajima T, Oka K, Hotta K
    • 学会等名
      The 22nd International Congress of Zoology, The 87th Meeting of The Zoological Society of Japan Joint Events
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・沖縄市)
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2023-03-23  

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