| 研究領域 | 脳構築における発生時計と場の連携 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04781
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
笹井 紀明 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (80391960)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 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)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | ニワトリ胚 / ウズラ胚 / 神経管 / 中枢神経系 / 発生時間 / キメラ胚 / 器官サイズ / サイズ制御 / 種特異的な発生時計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
体内に存在するすべての器官は体全体に合ったサイズで存在する。種間で比較的相似形が保たれており、ゲノムレベルでも類似性の高いニワトリとウズラで、サイズの違いが生じるメカニズムを明らかにし、サイズ決定の分子機構の一端を明らかにすることがこの研究の目的である。
本研究では、特にニワトリ胚とウズラ胚の神経管の大きさの変遷に着目する。両者はゲノム構造が非常に類似しているため、遺伝子発現の違いなど、比較的小さな違いがサイズの違いや種特異的な発生時間に違いを生み出していると考えられる。そこで、この違いを移植実験や発現解析によって明らかにしたい。
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| 研究実績の概要 |
我々は生体や器官のサイズを決定する分子メカニズムについて研究を進めており、そのモデルとして鳥類の神経管を使用している。その方法として、ともに近縁でありながらサイズが大きく異なるニワトリ胚とウズラ胚神経管のサイズの比較を行うことにした。
まず、様々な発生過程の神経管断面を単離し、そのサイズ、前駆細胞数、神経細胞数の変遷を比較した。その結果、ニワトリ胚にくらべてウズラ胚では神経前駆細胞の分裂速度がおそく、より多くの前駆細胞が神経細胞へと分化していた。
次に、ニワトリ胚とウズラ胚から神経管を取り出し、その細胞に発現する遺伝子をRNAシーケンス法によって解析したところ、発現量が両種で異なる遺伝子が約2,000種類同定され、さらにその中には転写因子やシグナル因子が多数含まれていた。このうち、Sox型転写因子Sox14はウズラ胚で発現量が高く、サイズ決定の一因となっていることが示唆された。
神経管における発現領域をin situハイブリダイゼーションによって調べたところ、Sox14は神経前駆細胞や分化した神経細胞の一部などに発現していた。次に、Sox14をニワトリ胚神経管に大量導入すると細胞分裂が抑制され、神経管の分化が促進された。一方、siRNAによってSox14の発現量を減弱したところ、前駆細胞の発現領域が拡大した。また、Sox14は転写活性化因子として働くことが示唆された。
以上の結果から、前駆細胞の細胞分裂の速度、前駆細胞・神経分化のバランスの違いがサイズの違いに結びついていることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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