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小型魚類イメージングを用いた全能性保証システムの解析

公募研究

研究領域全能性プログラム:デコーディングからデザインへ
研究課題/領域番号 20H05365
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
研究機関大阪大学

研究代表者

石谷 太  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (40448428)

研究期間 (年度) 2020-10-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021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)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード全能性保証システム / 不良細胞排除機構 / 小型魚類 / イメージング
研究開始時の研究の概要

本研究では、不良細胞排除機構に注目し、全能性保証システムを解明する。特に、胚に全能性の揺らぎが生じるメカニズムや、全能性が揺らいだ不良細胞を感知・除去するシステムの分子基盤を、小型魚類イメージング技術とオミクス解析技術を駆使して明らかにする。また、胚体外組織の誘導における不良細胞除去システムの役割も解明する。これにより、本領域が目指す「全能性プログラムの解読」に寄与する。

研究実績の概要

我々は本研究の開始以前に、ゼブラフィッシュを使ったイメージング解析により、全能性保証に関わる新たな分子システムを発見した。具体的には、正常な野生型の初期胚において全能性が低下した不良細胞が頻繁に生じることと、初期胚が不良細胞の出現を感知し、細胞死を誘導することで胚細胞の全能性を保証することを明らかにした。しかし、この全能性保証システムは発見されたばかりであり、その詳細はほとんど明らかにされていない。そこで本研究では、小型魚類イメージング技術を駆使して全能性が揺らいだ不良細胞を感知・除去するシステムの分子基盤の解明を目指した。
まず、胚がWntシグナル異常細胞やMyc発現異常細胞の出現を感知してこれらを排除することを発見していたが、新たにShhシグナル異常細胞やDNAダメージ細胞も感知・排除することを発見した。また、不良細胞のRNA-seq解析により、新たな制御因子候補を複数同定し、かつこれらのうちいくつかはWntシグナル異常細胞、Shhシグナル異常細胞など複数のタイプの不良細胞の排除の過程で共通して発現誘導されること(さらにそれらが不良細胞のマーカーとして使えること)がわかってきた。
また、胚の不良細胞排除機構がpH感受性であり、胚の生育環境のpHを変化させると不良細胞排除機構が破綻し、DNAダメージ細胞など不良細胞が胚体内に蓄積しやすくなることがわかった(投稿準備中)。
このように、不良細胞除去機構の新たな制御機構や役割が明らかになりつつある。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 その他

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

  • [国際共同研究] University of Arkansas(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Biallelic CDK9 variants as a cause of a new multiple-malformation syndrome with retinal dystrophy mimicking the CHARGE syndrome2021

    • 著者名/発表者名
      Nishina Sachiko、Hosono Katsuhiro、Ishitani Shizuka、Kosaki Kenjiro、Yokoi Tadashi、Yoshida Tomoyo、Tomita Kaoru、Fukami Maki、Saitsu Hirotomo、Ogata Tsutomu、Ishitani Tohru、Hotta Yoshihiro、Azuma Noriyuki
    • 雑誌名

      Journal of Human Genetics

      巻: - 号: 10 ページ: 1021-1027

    • DOI

      10.1038/s10038-021-00909-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CDK19-related disorder results from both loss-of-function and gain-of-function de novo missense variants.2021

    • 著者名/発表者名
      Zarate YA, Uehara T, Kaname T, Ishitani T, Kosaki K. et. al.
    • 雑誌名

      Genet Med.

      巻: - 号: 6 ページ: 1050-1057

    • DOI

      10.1038/s41436-020-01091-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Exosc2 deficiency leads to developmental disorders by causing a nucleotide pool imbalance in zebrafish2020

    • 著者名/発表者名
      Yatsuka Hiroyuki、Hada Kazumasa、Shiraishi Hiroshi、Umeda Ryohei、Morisaki Ikuko、Urushibata Hirotaro、Shimizu Nobuyuki、Sebastian Wulan Apridita、Hikida Takatoshi、Ishitani Tohru、Hanada Reiko、Shimada Tatsuo、Kimoto Kenichi、Kubota Toshiaki、Hanada Toshikatsu
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 533 号: 4 ページ: 1470-1476

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.10.044

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] モルフォゲン勾配のロバストネスの分子基盤を細胞競合から理解する2021

    • 著者名/発表者名
      松本かな子、龝枝佑紀、石谷 太
    • 学会等名
      日本細胞生物学会ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] モルフォゲン勾配のロバストネスの分子基盤を細胞競合から理解する2021

    • 著者名/発表者名
      松本かな子、龝枝佑紀、石谷 太
    • 学会等名
      分子生物学会ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] モルフォゲン勾配のロバストネスの分子基盤を細胞競合から理解する2021

    • 著者名/発表者名
      松本かな子、龝枝佑紀、石谷 太
    • 学会等名
      分子生物学会ポスター
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 環境要因による胚の細胞品質管理機構の破綻と成体におけるモザイク関連疾患の理解2021

    • 著者名/発表者名
      石谷 太
    • 学会等名
      第61回日本先天異常学会学術集会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小型魚類ゼブラフィッシュの特性を活かしてヒト先天性疾患の発症メカニズムに迫る2021

    • 著者名/発表者名
      石谷 太
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第66回大会 第28回日本遺伝子診療学会大会 合同開催シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Wntモルフォゲン勾配を利用した不良細胞感知・排除機構2021

    • 著者名/発表者名
      石谷 太
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 魚が切り拓くヒト疾患・老化研究2021

    • 著者名/発表者名
      石谷 太
    • 学会等名
      日本循環器学会 meet the expert
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞競合によるエラー修復は脊椎動物の発生と組織恒常性を支える2020

    • 著者名/発表者名
      石谷 太
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 月刊「細胞」細胞の個性と競合;胚発生過程における細胞個性の出現と競合2021

    • 著者名/発表者名
      石谷太(分担執筆)
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 石谷研究室HP

    • URL

      https://ishitani-lab.biken.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-11-04   更新日: 2022-12-28  

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