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器官情報と細胞極性を繋ぐ機構の数理モデル解析

公募研究

研究領域ミクロからマクロへ階層を超える秩序形成のロジック
研究課題/領域番号 23127502
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
研究機関秋田大学

研究代表者

山崎 正和  秋田大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (40373378)

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)
キーワード遺伝学 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 平面内細胞極性 / PCP
研究実績の概要

組織を構成する細胞は、組織全体におよぶ位置情報を読み取ることにより、ある特定の軸に沿って極性化することが知られている。この現象は平面内細胞極性(planar cell polarity, PCP)と呼ばれ、上皮細胞の頂底軸(apico-basal軸)に直交する極性として定義される。ショウジョウバエの翅などを用いた研究から、PCPが形成される際、位置情報である非典型的カドヘリン分子Dachsous (Ds) の発現の濃度勾配が作られ、この情報に従って7回膜貫通型受容体Frizzled (Fz) などの偏在化が起きると考えられている。しかしながら、ショウジョウバエの翅と複眼でDsの濃度勾配とFzの非対称局在の関係が異なっており、PCP形成時における「器官の位置情報」と「個々の細胞の極性」を繋ぐ分子機構には不明な点が多い。
これまでに我々は、PCP分子の一つであるSpiny-legs(Sple)が上述の謎を解く鍵となることを見出している。また、過剰発現系を利用したスクリーニングにより、Sple過剰発現によるPCP異常(翅毛の配向性の逆転)を抑圧する複数の遺伝子を同定している。本年度、その内の一つであるSpleアイソフォームのPrickle(Pk)に着目して研究を進めた。ショウジョウバエ翅と複眼におけるPkおよびSpleの発現量を定量的RT-PCR法により解析したところ、両遺伝子の発現比が翅と複眼で大きく異なることが明らかとなった。また、PkとSpleが異なる細胞内局在を示し、ホモまたはヘテロ複合体を形成することを明らかにした。PkとSpleの発現量、細胞内局在および複合体に関する実験結果を昨年度構築した数理モデル(北海道大学電子科学研究所の秋山正和博士と共同研究)に取り入れ、PCPのシミュレーションを行ったところ、翅型および複眼型のPCPを再現することに成功した。

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

    (13件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [学会発表] Prickle and Spiny-legs ratio determines the orientation of cellular asymmetry relative to the Dachsous and Four-jointed gradients2013

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki
    • 学会等名
      The 23rd CDB Meeting “Building multicellular systems from cellular cross-talk”
    • 発表場所
      RIKEN Center for Developmental Biology(神戸)
    • 年月日
      2013-01-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Prickle and Spiny-legs ratio determines the orientation of cellular asymmetry relative to the Dachsous and Four-jointed gradients2012

    • 著者名/発表者名
      山崎正和
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、マリンメッセ福岡(福岡)
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Prickle and Spiny-legs ratio determines the orientation of cellular asymmetry relative to the Dachsous and Four-jointed gradients2012

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ayukawa
    • 学会等名
      Japanese Drosophila Research Conference 10 (JDRC10)
    • 発表場所
      東京慈恵会医科大学(東京)
    • 年月日
      2012-10-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 位置情報が細胞の向きを決定する機構2012

    • 著者名/発表者名
      山崎正和
    • 学会等名
      第3回北大MMCセミナー
    • 発表場所
      北海道大学電子科学研究所(北海道)
    • 年月日
      2012-08-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Prickle : Spiny-legs ratio is critical for planar cell polarity pathway in Drosophila2012

    • 著者名/発表者名
      山崎正和
    • 学会等名
      実験研究者のための数理生物学サマーレクチャーコース 第1回
    • 発表場所
      理化学研究所 発生・再生科学総合研究センター(神戸)
    • 年月日
      2012-07-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 器官情報と細胞極性を繋ぐ機構の数理モデル解析2012

    • 著者名/発表者名
      山崎正和
    • 学会等名
      ミクロからマクロへ階層を超える秩序形成のロジック・第三回班会議
    • 発表場所
      ルスツリゾートホテル(北海道)
    • 年月日
      2012-06-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Prickle and Spiny-legs ratio regulates global tissue coordination in planar cell polarity2012

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ayukawa
    • 学会等名
      Joint Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, The Kobe Chamber of Conference and Industry(神戸)
    • 年月日
      2012-05-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 平面内細胞極性の分子機構に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      山崎正和
    • 学会等名
      第8回宮崎サイエンスキャンプ
    • 発表場所
      シーガイアコンベンションセンター(宮崎)
    • 年月日
      2012-02-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of actin binding protein Jitterbug in planar cell polarity pathway2011

    • 著者名/発表者名
      山崎正和
    • 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(横浜)
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Prickle and Spiny-legs ratio regulates global tissue coordination in planar cell polarity2011

    • 著者名/発表者名
      鮎川友紀
    • 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(横浜)
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Identification and characterization of novel planar cell polarity genes in Drosophila melanogaster2011

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ayukawa
    • 学会等名
      1^<st> Asia-Pacific Drosophila Research Conference
    • 発表場所
      Chientan Youth Activity Center (Taipei, Taiwan)
    • 年月日
      2011-05-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 秋田大学生体情報研究センターホームページ

    • URL

      http://www.gipc.akita-u.ac.jp/~arcbs/research/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 秋田大学大学院医学系研究科ホームページ

    • URL

      http://www.med.akita-u.ac.jp/dat/cgi/kouza.php?koza=kaibo2

    • 関連する報告書
      2012 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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