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コオロギのダイナミックな細胞移動を伴った胚形成に関与する細胞動態制御機構の解明

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 23111521
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
研究機関徳島大学

研究代表者

中村 太郎  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 研究員 (80548834)

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
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2012年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2011年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード進化発生生物学 / 動く細胞 / 初期胚形成 / 細胞動態制御 / トランスクリプトーム / ライブイメージング解析 / コオロギ / TALEN
研究実績の概要

動物の胚発生では、受精卵から分裂、移動により胞胚期を経て初期胚が形成される。現在までに私はトランスジェニックコオロギを利用して、非常にダイナミックな細胞移動を伴った胚発生過程を、ライブイメージング技術を用いて詳細に明らかにしている。本研究では、コオロギ初期胚形成過程における特徴的な細胞の挙動に着目して「個々の細胞の動きと胚形成」に関わる遺伝子群の働きを明らかにすることを目的としている。まず、GFP発現トランスジェニックコオロギをもちいたライブイメージングにより、コオロギの発生過程における細胞動態を詳細に観察した。その結果、受精後20時間において一様に卵上層に存在する細胞が、受精後24時間までに急速に後方に移動し将来の初期胚原基を形成する細胞となることが分かった。そこで、この移動に関わる分子メカニズムを詳しく解析するため、受精後20時間と24時間の初期胚からmRNAを取得しトランスクリプトーム解析により両者のmRNA発現量に差のある候補遺伝子を探索した。この解析から、Wntシグナル経路に含まれる多数の因子が影響を受けていることが分かった。そこで、Wntシグナル経路の負の調節因子として知られているaxin遺伝子の機能抑制を行った。その結果、axin遺伝子の機能抑制によるWntの過剰発現胚ではコオロギの頭部形成に関わる細胞移動の異常が観察された。さらに、頭部領域のマーカー遺伝子であるorthodenticleの発現上昇が認められた。また、BMPシグナル経路のリガンドであるDppとaxinのダブルノックダウン胚では、Dpp RNAi胚で見られる腹側化が著しく抑制されていた。これらのことから、コオロギ胚では後部端においてWntシグナルとBMPシグナルの協調的な作用が後部伸長に関わる細胞移動に重要であると示唆された。これらの研究成果はまとめて論文として発表予定である。

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

    (27件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Analysis of RNA-Seq data reveals involvement of JAK/STAT signalling during leg regeneration in the cricket Gryllus bimaculatus.Development2013

    • 著者名/発表者名
      Bando T, Ishimaru Y, Kida T, Hamada Y, Matsuoka Y, Nakamura T, Ohuchi H, Noji S, Mito T
    • 雑誌名

      Select item

      巻: 140 号: 5 ページ: 959-964

    • DOI

      10.1242/dev.084590

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-transgenic genome modifications in a hemimetabolous insect using zinc-finger and TAL effector nucleases.2012

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Ochiai H, Sakuma T, Horch HW, Hamaguchi N, Nakamura T, Bando T, Ohuchi H, Yamamoto T, Noji S, Mito T.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 3 号: 1 ページ: 1017-1017

    • DOI

      10.1038/ncomms2020

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional analysis of the role of eyes absent and sine oculis in the developing eye of the cricket Gryllus bimaculatus2012

    • 著者名/発表者名
      Takagi, A., et al
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 54 号: 2 ページ: 227-240

    • DOI

      10.1111/j.1440-169x.2011.01325.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of leg size and shape: involvement of the Dachsous-fat signaling pathway.2011

    • 著者名/発表者名
      Bando Tetsuya
    • 雑誌名

      Dev Dyn.

      巻: 240(5) 号: 5 ページ: 1028-41

    • DOI

      10.1002/dvdy.22590

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lowfat, a mammalian Lix1 homologue, regulates leg size and growth under the Dachsous/Fat signaling pathway during tissue regeneration.2011

    • 著者名/発表者名
      Bando Tetsuya
    • 雑誌名

      Dev Dyn.

      巻: 240(6) 号: 6 ページ: 1440-53

    • DOI

      10.1002/dvdy.22647

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cricket body size is altered by systemic RNAi against insulin signaling components and epidermal growth factor receptor2011

    • 著者名/発表者名
      Noha, N., et al
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 53 号: 7 ページ: 857-869

    • DOI

      10.1111/j.1440-169x.2011.01291.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ancestral functions of Delta/Notch signaling in the formation of body and leg segments in the cricket Gryllus bimaculatus2011

    • 著者名/発表者名
      Mito, T., et al
    • 雑誌名

      Development

      巻: 138 ページ: 3823-3833

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Regulation of Wnt and BMP signaling pathways in blastodermal patterning in Gryllus Regulation of Wnt and BMP signaling pathways in blastodermal patterning in Gryllus bimaculatus2013

    • 著者名/発表者名
      Taro Nakamura
    • 学会等名
      iBeetle symposium
    • 発表場所
      University of Gottingen (Germany)
    • 年月日
      2013-03-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of orthodenticle and Wnt/Cad signaling pathways in anterior-posterior axis patterning during cricket early embryogenesis2013

    • 著者名/発表者名
      Taro Nakamura
    • 学会等名
      The 23rd CDB Meeting
    • 発表場所
      Riken CDB (Kobe)
    • 年月日
      2013-03-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Role of Wnt and BMP signaling pathways in the regional specification of early blastoderm in the cricket Gryllus bimaculatus2012

    • 著者名/発表者名
      Taro Nakamura
    • 学会等名
      International Congress of Entomology 2012
    • 発表場所
      EXCO-Daegu (Korea)
    • 年月日
      2012-08-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of Wnt and BMP signaling pathways in the regional specification of early blastoderm formation in the cricket2012

    • 著者名/発表者名
      Taro Nakamura
    • 学会等名
      EuroEvoDevo 2012
    • 発表場所
      University of Lisbon (Portugal)
    • 年月日
      2012-07-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Role of Wnt and BMP signaling in the regional specification of early blastoderm in the cricket2012

    • 著者名/発表者名
      Taro Nakamura
    • 学会等名
      International Tribolium Meeting 2012
    • 発表場所
      University of Lisbon (Portugal)
    • 年月日
      2012-07-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of orthodenticle and Wnt/Cad signaling pathway in anterior-posterior axis patterning during cricket early embryogenesis2012

    • 著者名/発表者名
      Taro Nakamura
    • 学会等名
      45th Annual Meeting for Japanese Society of Developmental Biologists
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center (Kobe)
    • 年月日
      2012-05-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of Wnt and BMP signaling pathways in the regional specification of early blastoderm in the cricket Gryllus bimaculatus2012

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T.
    • 学会等名
      The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for medicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2012-03-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Efficient production of knockout crickets using zinc-finger nucleases2012

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, T.
    • 学会等名
      The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for medicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2012-03-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Exploring mechanisms of embryonic patterning in Gryllus bimaculatus, a hemimetabolous insect model system2012

    • 著者名/発表者名
      Mito, T.
    • 学会等名
      The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for medicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2012-03-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of epigenetic regulation during embryogenesis of the cricket, Gryllus bimaculatus2012

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka, Y.
    • 学会等名
      The 2nd international conference on the Cricket/RNAi symposium for medicine-agriculture-engineering collaboration project (joint meeting)
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2012-03-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Exploring molecular mechanisms of early embryogenesis in the cricket Gryllus bimaculatus2011

    • 著者名/発表者名
      Mito, T.
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Polycomb group genes epigenetically determines segmental identity in the cricket, Gryllus bimaculatus2011

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka, Y.
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Making knockout crickets with zinc-finger nucleases2011

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, T.
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of Wnt signaling pathway in anterior-posterior axis patterning in the cricket Gryllus bimaculatus2011

    • 著者名/発表者名
      Morita, K.
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ancestral developmental mechanisms in insects revealed by RNAi analysis of cricket genes [Symposium : RNA interference- comparative studies of gene functions in invertebrates (Organizer : Klaus H.Hoffmann)]2011

    • 著者名/発表者名
      Mito, T.
    • 学会等名
      8th International Congress on Comparative Physiology and Biochemistry
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spatio-temporally controlled misexpression of genes using the GAL4/UAS system in the cricket, Gryllus bimaculatus2011

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, K.
    • 学会等名
      第44回日本発生生物学会年会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2011-05-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Role of the orthodenticle gene in an ancestral mode of insect embryogenesis, as revealed by expression and functional analyses in the cricket Gryllus bimaculatus2011

    • 著者名/発表者名
      Nakai, A.
    • 学会等名
      第44回日本発生生物学会年会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Imaging of transgenic cricket embryos reveals cell movements consist with a syncytial patterning mechanism2011

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T.
    • 学会等名
      第44回日本発生生物学会年会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄)
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Targeted manipulation of genes with zinc finger nucleases in the cricket, Gryllus bimaculatus2011

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, T.
    • 学会等名
      第44回日本発生生物学会年会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Functional genomics of the cricket Gryllus bimaculatus, a model system for regeneration and evolutionary developmental studies2011

    • 著者名/発表者名
      Mito, T.
    • 学会等名
      5th Annual Arthropod Genomics Symposium
    • 発表場所
      Marriott on the Country Club Plaza (Kansas city, USA)
    • 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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