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ショウジョウバエ視覚中枢をモデルとした組織の発生と腫瘍形成機構の理解

公募研究

研究領域細胞社会ダイバーシティーの統合的解明と制御
研究課題/領域番号 18H05099
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
研究機関金沢大学

研究代表者

八杉 徹雄  金沢大学, 新学術創成研究機構, 助教 (90508110)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードショウジョウバエ / 視覚中枢 / 発生・分化 / 腫瘍形成 / 数理モデリング
研究実績の概要

組織の発生、恒常性維持において、未分化細胞の増殖と分化は様々なシグナル伝達経路の相互作用によって厳密に制御され、種々の分化細胞が産生される。これまで、組織発生及び腫瘍形成モデルにおいて、未分化細胞の挙動を制御する個々のシグナル経路の動作機構の理解が進んできたが、生物学的アプローチのみでは細胞間相互作用を含む複雑なシグナル間相互作用を正確に記述することは困難であり、全体像の理解には程遠い。本研究では、未分化細胞の増殖と分化が時空間的に制御された中で進行するショウジョウバエの視覚中枢をモデルとし、実験生物学的手法と数理生物学的手法を組み合わせることで、複数シグナル経路の相互作用の全体像を明らかにすることを目的とした。
本研究では、視覚中枢の発生と腫瘍形成を制御するHippoシグナルに着目した。まず、Hippoシグナルが未分化細胞の増殖と分化を制御する機構について実験生物学的解析を行った。同時に、我々が構築した視覚中枢の分化を表す数理モデルを改良し、未分化細胞の増殖を加味した数値シミュレーションを可能にした(論文投稿中)。この改良した数理モデルの数値シミュレーションは、野生型条件及びHippoシグナル不活性化条件における視覚中枢の発生パターンを再現した。現在、数値シミュレーションの予測の生体内での実証を進めている。
本研究の異分野融合アプローチとその成果は、今後様々な多細胞生物の組織の発生や恒常性維におけるシグナル間相互作用の解明への応用が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Regulation of Proneural Wave Propagation Through a Combination of Notch-Mediated Lateral Inhibition and EGF-Mediated Reaction Diffusion2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Makoto、Yasugi Tetsuo
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 1218 ページ: 77-91

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34436-8_5

    • ISBN
      9783030344351, 9783030344368
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal patterning of neurogenesis and neural wiring in the fly visual system2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Yasugi, T. and Trush O.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 138 ページ: 49-58

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.09.009

    • 関連する報告書
      2018 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] JAK/STAT guarantees robust neural stem cell differentiation by shutting off biological noise2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yoshitaro、Yasugi Tetsuo、Nagayama Masaharu、Sato Makoto、Ei Shin-Ichiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 12484-12484

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30929-1

    • NAID

      120006536943

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Netrin Signaling Defines the Regional Border in the Drosophila Visual Center2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takumi、Liu Chuyan、Kato Satoru、Nishimura Kohei、Takechi Hiroki、Yasugi Tetsuo、Takayama Rie、Hakeda-Suzuki Satoko、Suzuki Takashi、Sato Makoto
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 8 ページ: 148-160

    • DOI

      10.1016/j.isci.2018.09.021

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 「分化の波」の空間離散モデルの連続化と生体内での検証II2020

    • 著者名/発表者名
      八杉徹雄
    • 学会等名
      反応拡散系と実験の融合3
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding the Interactions of Multiple Signaling Pathways that Control the Proneural Wave Propagation2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Yasugi, Yoshitaro Tanaka, Hiroshi Ishii, Shin-Ichiro Ei, Makoto Sato
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ視覚系における「分化の波」の数理モデル解析と実証2019

    • 著者名/発表者名
      八杉徹雄
    • 学会等名
      第二回はこだて現象数理研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 数理生物学と実験生物学の融合による「分化の波」進行現象の理解2019

    • 著者名/発表者名
      八杉徹雄
    • 学会等名
      文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究(研究領域提案型) 細胞社会ダイバーシティーの統合的解明と制御 第3回公開シンポジウム「1細胞統合解析を駆使した細胞内ダイバーシティー解明への挑戦」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエの脳における分化の波の数理モデルと実験的考察2019

    • 著者名/発表者名
      八杉徹雄
    • 学会等名
      反応拡散系と実験の融合2
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] JAK/STAT Signaling Assures Robust Neural Stem Cell Differentiation by Canceling Biological Noise2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Yasugi, Yoshitaro Tanaka, Masaharu Nagayama, Shin-Ichiro Ei, and Makoto Sato
    • 学会等名
      13th Japanese Drosophila Research Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Proneural Wave Progression in the Drosophila Visual System2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Yasugi
    • 学会等名
      JSDB-GfE young scientist exchange meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Systemic signalings regulate the progression of the proneural wave in the fly brain2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Yasugi
    • 学会等名
      第3回視覚系ニューロン研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 数理モデリングと遺伝学的解析による「分化の波」進行現象の理解2018

    • 著者名/発表者名
      八杉徹雄、田中吉太郎、長山雅晴、栄伸一郎、佐藤純
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 脳の形成過程においてノイズを除去する仕組みを発見

    • URL

      https://www.kanazawa-u.ac.jp/rd/59743

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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