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細胞移動を基礎とした器官形成のしくみ

公募研究

研究領域動く細胞と場のクロストークによる秩序の生成
研究課題/領域番号 23111517
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

松井 貴輝  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (60403333)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードクラスタリング / 融合研究 / FGF / 正のフィードバック / 数理モデル / 発生生物学
研究実績の概要

生物の器官が正常に形成されるには、複数の細胞が集合し、正確な位置に配置されることが必須である。細胞が集まるためには、個々の細胞が持つ“動く”という性質が正の効果を持つ。しかし細胞移動は、隣接細胞との間に、シグナル、張力、圧力の変化などのノイズを引き起こすので、細胞を正しく配置することに対しては、負の効果があると考えられる。したがって器官形成には、ノイズに柔軟に対応し、秩序正しく細胞を空間配置する高次システムが必要であると考えられる。本研究では、発生生物学と数理モデルを組み合わせた融合研究を行なうことで、このシステムの解明をめざした。
ゼブラフィッシュにおいて、クッペル胞(KV)は左右非対称性を規定するために重要な器官である。この形成には、細胞の集団形成、集団移動、上皮化、空間構造の構築など様々な生命現象が含まれる。本研究では、KV形成を器官形成のモデル系として、どのように正常な器官が形成されるのか、特に、細胞の動きに着目して解析した。その結果、FGFシグナルがKV前駆細胞の集団形成を制御すること発見した。さらに、クラスター形成過程の細胞の動きの詳細を観察すると、細胞はランダムに移動しており、その移動が接着によって制限されることが安定なクラスター形成に必須であることも明らかにした。これらの実験データをもとに、数理モデルを作成し、in silicoでクラスター形成を再現することにも成功した。これらの成果は、発生学の分野での重要な発見として位置づけることができる。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Celf1 regulation of dmrt2a is required for somite symmetry and left-right patterning during zebrafish development2012

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Matsui, Akihiro Sasaki, Naoko Akazawa, Hifumi Otani and Yasumasa Bessho
    • 雑誌名

      Development

      巻: 139 ページ: 3553-3560

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Left-right asymmetry in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Matsui and Yasumasa Bessho
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Life Sciences

      巻: 69 ページ: 3069-3077

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Canopy1, a positive feedback regulator of FGF signaling, controls progenitor cell clustering during Kupffer's vesicle organogenesis2011

    • 著者名/発表者名
      Matsui T, Thitamadee S, Murata T,Kakinuma H, Nabetani T, Hirabayashi Y,Hirate Y, Okamoto H, and Bessho Y
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 108 号: 24 ページ: 9881-9886

    • DOI

      10.1073/pnas.1017248108

    • NAID

      120005716658

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マウス発生過程における、vivo-Morpholinoを用いた遺伝子ノックダウン法の確立2012

    • 著者名/発表者名
      森本佳世子、別所康全、松井貴輝
    • 学会等名
      第35回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Celf1 regulation of dmrt2a is required for somite symmetry and left-right patterning during zebrafish development2012

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Matsui, Akihiro Sasaki, Naoko Akazawa, Hifumi Otani and Yasumasa Bessho
    • 学会等名
      第35回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A possible mechanism which adjusts differences between anterior- and posterior-somitogenesis in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Bambang Retnoaji, Ryutaro Akiyama, Tatsuro Matta, Yasumasa Bessho and ○Takaaki Matsui
    • 学会等名
      第18回 小型魚類研究会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Cell clustering required for proper organogenesis2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Matta, Naoyuki Tahara, Hisaya Kakinuma, Yoshikazu Hirate, Hitoshi Okamoto, Yasumasa Bessho,Yuichi Sakumura, Takaaki Matsui
    • 学会等名
      第18回 小型魚類研究会
    • 発表場所
      京都京都市
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの左右非対称性を規定するクッペル胞の形成メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      松井貴輝、岡本仁、別所康全
    • 学会等名
      第153回日本獣医学会
    • 発表場所
      埼玉県さいたま市
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Cell clustering mechanism for organogenesis in zebrafish2011

    • 著者名/発表者名
      T Matsuta, N Tahara, E Sumino, H Kakinuma, Y Hirate, H Okamoto, Y Bessho, Y Sakumura, T Matsui
    • 学会等名
      第17回小型魚類研究会
    • 発表場所
      静岡県三島市
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Canopy1を介したFGFシグナルの活性制御機構2012

    • 著者名/発表者名
      松井貴輝、平手良和、岡本仁、別所康全
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      学研メディカル秀潤社
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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