シリアによる神経胚の回転が関わるホヤ胚左右非対称性の決定機構

• 研究領域: シリア・中心体系による生体情報フローの制御
• 研究課題/領域番号: 25113518
• 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: 西田 宏記 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60192689)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: ホヤ / 左右非対称 / nodal / シリア / 神経胚回転 / H+K+ポンプ / 卵膜

研究実績の概要

ホヤは神経胚期に胚表全体の表皮細胞から一本ずつ生えている繊毛により、胚全体が囲卵腔の中でゆっくり反時計回りに回転する。この回転は、必ず胚の左を下にして停止する。また、回転停止後、胚の左側と卵膜の接触により、左側でのNodalの発現が誘導されるという、左右非対称を作り出す新しいメカニズムに関して研究を行った。
ダイニンの阻害剤によって神経胚回転が起こらないことがわかったので、繊毛の動きによって胚が回転していることが確定した。さらに、繊毛に局在する蛋白質であるArl13Bをホヤからクローニングし、GFP融合蛋白質を胚に発現させた。蛍光による繊毛の可視化には成功したが、その繊毛は動いていなかった。Arl13Bは繊毛の動きに関わっている蛋白質であり、過剰発現により繊毛の動きが阻害されている可能性があるので、この可能性を検討しているところである。
また、左右非対称の形成にはH+Kポンプが必要なことが様々な動物で報告されており、マボヤでも同様であることを確定した。H+Kポンプがどの過程に関与しているのかを明らかにするため、繊毛の有無を電子顕微鏡で見たところ、繊毛自体は存在していることがわかった。
ホヤでは、卵膜からのシグナルによりNodalの発現が引き起こされると考えられるので、そのシグナル分子を特定するために卵膜の可溶化条件を検討した。チオグリコール酸処理と、ホモゲナイズ、超音波処理で卵膜のタンパク質を可溶化できることがわかったので、その液で神経胚を処理したときにNodal遺伝子の発現を引き起こせるかどうかを調べているところである。予備的な結果としては、Nodalの発現が起こることを確認したが、確証を得るために実験を継続中である。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Guidelines for the nomenclature of genetic elements in tunicate genomes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Stolfi, A., Sasakura, Y., Chalopin, D., Satou, Y., Christiaen, L., Dantec, C., Endo, T., Naville, M., Nishida, H., Swalla, B., Volff J-N, Voskoboynik, A., Dauga, D., and Lemaire, P.
  • 雑誌名: Genesis 巻: 53 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1002/dvg.22822
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] DNA interference: DNA-induced gene silencing in the appendicularian Oikopleura dioica. (2015)
  • 著者名/発表者名: Omotezako, T., Onuma, T. A., and Nishida, H.
  • 雑誌名: Proc. R. Soc. B 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] REGULATOR: a database of metazoan transcription factors and maternal factors for developmental studies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wang, K., and Nishida, H.
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of the number of cell division rounds by tissue-specific transcription factors and Cdk inhibitor during ascidian embryogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuwajima, M., Kumano, G., and Nishida, H.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 号: 3 ページ: e90188-e90188
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0090188
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcription factor Tbx6 plays a central role in fate determination between mesenchyme and muscle in embryos of the ascidian, Halocynthia roretzi. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumano, G., Negoro, N., and Nishida, H.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. 巻: 56 号: 4 ページ: 310-322
  • DOI: 10.1111/dgd.12133
  • NAID: 40020059339
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Control of the number of cell division rounds in distinct tissues during ascidian embryogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada, A., and Nishida, H.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. 巻: 56 号: 5 ページ: 376-386
  • DOI: 10.1111/dgd.12141
  • NAID: 40020109517
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell lineages and fate maps in tunicates: Conservation and modification (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishida, H., and Stach, T.
  • 雑誌名: Zool. Sci. 巻: 31 号: 10 ページ: 645-652
  • DOI: 10.2108/zs140117
  • NAID: 40020231557
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-distance cell migrations during larval development in the appendicularian, Oikopleura dioica. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanae Kishi, Takeshi A. Onuma, and Hiroki Nishida.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 395(2) 号: 2 ページ: 299-306
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2014.09.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription factor Tbx6 plays a central role in fate determination between mesenchyme and muscle in embryos of the ascidian, Halocynthia roretzi. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumano, G., Negoro, N., Nishida, H.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. 巻: in press
  • NAID: 40020059339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of the number of cell division rounds in distinct tissues during ascidian embryogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada A., Nishida, H.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. 巻: in press
  • NAID: 40020109517
  • 査読あり
• [学会発表] RNA interference and DNA interference: Two gene silencing systems in the appendicularian Oikopleura dioica (2014)
  • 著者名/発表者名: 表迫竜也、小沼健、西田宏記
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] オタマボヤを用いた発生額研究の近況 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小沼健、表迫竜也、岸香苗、西田宏記
  • 学会等名: ホヤ研究会
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス（東京）
  • 年月日: 2014-10-13
• [学会発表] ワカレオタマボヤ幼生期における三種の長距離移動細胞の移動メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 岸香苗、小沼健、西田宏記
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（仙台）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 脊索動物ワカレオタマボヤの左右非対称性の形成:２細胞期胚の左右割球の標識追跡 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林桃子、小沼健、西田宏記
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（仙台）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 脊索動物ワカレオタマボヤの走査型電子顕微鏡による観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小沼健、磯部美穂、西田宏記
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（仙台）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Long-distance cell migrations during larval development in the appendicularian, Oikopleura dioica. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanae Kishi, Takeshi Onuma, and Hiroki Nishida
  • 学会等名: 15th International Congress of Developmental Biology
  • 発表場所: Cuncun, Mexico
• [学会発表] PI3K-Mediated Migration of the Nucleus Transcribing the Not mRNA in Asymmetric Cell Divisions Separates Mesoderm and Endoderm Fates (2013)
  • 著者名/発表者名: Naohito Takatori, Hidetoshi Saiga, and Hiroki Nishida
  • 学会等名: 7th Interanational Tunicate Meeting
  • 発表場所: Napoli, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] 新しい海産モデル動物としてのオタマボヤの秘めたる可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西田宏記
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山
  • 招待講演
• [学会発表] ワカレオタマボヤ幼生期の蛍光ライブイメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 岸香苗、小沼健、西田宏記
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山
  • 招待講演
• [備考] 西田研究室ホームページ
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/nishida/index.html