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多光子顕微鏡を用いた細胞軌道計測による四肢発生再生時の組織伸長メカニズムの解明

公募研究

研究領域3次元構造を再構築する再生原理の解明
研究課題/領域番号 25124709
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
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

森下 喜弘  独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究ユニットリーダー (00404062)

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 *注記
10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2014年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード発生動態 / 理論生物
研究実績の概要

(1)「脊椎動物の四肢発生・再生過程において組織が一方向的に伸長するメカニズムを解明する」ために、初年度において、ニワトリ四肢の発生過程において、細胞分裂方向の時空間パタンと分裂前後の細胞軌道解析を行い、分裂方向の非対称性や細胞間の再配置を確認した。本年度は、これらの非対称性を生み出す分子的メカニズムを調べるため、FGFやWNT等の代表的なモルフォゲンシグナルに対する応答、マイクロアレイ解析より得られた遠近軸方向に沿って発現の差のある遺伝子と細胞動態の非対称性の対応関係の解析を行ってきた。非対称性と関連する因子は少しずつ明らかになってきたが、形態そのものに決定的に影響を与えているかについては、今後より詳細な解析が必要とされる段階である。
(2)本年度は、両生類における四肢再生メカニズムを理解するために、アフリカツメガエルを用いた四肢発生系・再生系における組織変形動態解析を行った。発生過程に関しては変形動態の定量解析は完了し、現在再生過程においてのデータ取得と解析を行っている。今後、得られた結果をもとに、発生過程と再生過程での変形動態の共通点と違いを解析することで、器官固有の形態決定メカニズムの解明を目指す。
(3)ニワトリ四肢発生過程における組織変形動態の定量解析に関して、専門誌に採択された。この研究によって、変形特徴量の時空間パタンが定量的に明らかになった。また異方的な組織の伸長は細胞増殖に依存しないこと、四肢外形の決定の大きな因子になっていることが明らかとなった。
Morishita, Kuroiwa, and Suzuki, "Quantitative analysis oftissue deformation dynamics reveals three characteristic growth modes and globally-aligned anisotropic tissue deformation during chick limb development", Development, 142: 1672-1683, 2015

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。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Quantitative analysis of tissue deformation dynamics reveals threecharacteristic growth modes and globally aligned anisotropictissue deformation during chick limb developm2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Morishita*, A. Kuroiwa, T. Suzuki*
    • 雑誌名

      Development

      巻: in press ページ: 1672-1683

    • DOI

      10.1242/dev.109728

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bayesian inference of whole-organ deformation dynamics from limited space-time point data2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Morishita and T. Suzuki
    • 雑誌名

      J Theor Biol

      巻: 357 ページ: 74-85

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2014.04.027

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Bayesian inference of tissue deformation dynamics from limited space-time point data2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Morishita
    • 学会等名
      2014 Joint Annual Meeting of The Japanese Society for Mathematical Biology and The Society for Mathematical Biology
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative analysis of tissue deformation dynamics during vertebrate limb development2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Morishita
    • 学会等名
      NOLTA2013
    • 発表場所
      Santa Fe, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 発生幾何研究ユニット ホームページ

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/jp/02_research/0207_strategic04.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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