| 研究領域 | 素材によって変わる、『体』の建築工法 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05767
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
熊野 岳 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (80372605)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | キチン / 多能性幹細胞 / 枝分かれ / クラゲ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、クラゲ触手の枝分かれ形成過程におけるキチンの役割を明らかにするために、１）枝分かれ部位でのキチンの排除と、２）同部位に集積するクラゲ特異的多能性幹細胞：i-cellの細胞分化を介したキチン合成、という相反する２つの活性を時空間的に制御し、キチン層による空間的制約を構築しながら枝触手を形成するモデルを検証する。動物器官の枝分かれ機構として、これまでの知見が豊富な哺乳類等の体内分岐器官と比べて、外界と接するがために非細胞素材を纏うことになった器官の分岐形成が、どのような新しい原理に従い枝分かれするのか明らかにしたい。
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| 研究実績の概要 |
ヒドロ虫綱に属するクラゲでは、ポリプや走根などの表面はクチクラ層で覆われていることが知られる。エダアシクラゲの触手は枝分かれするため、クチクラ層で覆われた触手が枝分かれするのであれば、細胞部分の枝分かれと同時にクチクラ層形成 vs. 分解の制御があるはずだと考えた。そこでキチンを可視化するFITC-WGAにより触手を蛍光観察したが、触手においてキチンを安定して可視化することはできなかった。また電子顕微鏡観察によってもキチン繊維が並ぶ層構造を確認することはできなかった。このことから、触手ではしっかりとしたキチン層は形成されず、触手枝分かれへの関与はあまりないと考えられた。一方で、走根においては、FITC-WGAによる蛍光観察により強い染色が安定して観察され、走根の周囲がキチン層で覆われていることが明らかになった。走根においても、ポリプの形成による枝分かれなどのため枝分かれが起こることから、これら枝分かれと同時にクチクラ層形成 vs. 分解の制御が起こっていると考えられる。走根枝分かれ時のキチン合成 vs. 分解制御を明らかにするために、まずはエダアシクラゲよりキチン合成酵素１種およびキチン分解酵素2種を単離し、in situ hybridizationにより走根での発現場所を調べた。その結果、キチン分解酵素の2種はいずれも、走根に沿って外胚葉層にパッチ上の発現をすることが明らかになった。しかしながら、発現細胞が集積して、キチンを分解し枝分かれをしていることを想起させるような部位は観察されなかった。また、走根においては、多能性幹細胞のマーカーであるNanos1の発現細胞も集積する様子は観察されなかったことから、走根における枝分かれは、多能性幹細胞が集積して枝触手をつくる触手枝分かれとは異なる仕組みで起こるかもしれないことが示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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