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生物の階層構造における細胞の社会的ふるまいを利用した大きさと形の決定ロジック

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 25127711
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

別所 康全  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (70261253)

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
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードシステム生物学 / 形態形成 / クッペル胞 / フィードバック制御 / ゼブラフィッシュ / 体節形成
研究実績の概要

多細胞生物のからだは、遺伝子(ゲノム)/代謝/細胞/組織/個体といった階層構造を持つ。生物の形づくりでは、個々の細胞はローカルな細胞外情報をもとに遺伝子・代謝ネットワークにしたがって自らのふるまい(増殖、分化、運動など)を制御し、細胞相互の作用によって組織、個体レベルで適切な大きさと形に形成される。したがって、生物の形づくりには細胞が相互に情報交換を行い細胞社会のレベルで大きさと形を感知するしくみと、その情報を細胞内の遺伝子・代謝ネットワークにフィードバックするしくみが必要である。本研究では、細胞の社会的ふるまいと階層を超えたフィードバック制御に着目し、組織・器官の大きさと形の決定ロジックの解明を試みた。
ゼブラフィッシュの左右軸の決定に関わるクッペル胞の形成をモデルとして用い、クッペル胞の大きさと形がその機能にどのように関わるか、また適切な大きさと形がどのように決められるかを解析した。
クッペル胞は20個程度のdorsal forerunner cells (DFC)が集合し、増殖することによって100個程度の細胞から構成されるクッペル胞に分化する。我々はDFCの一部をレーザー照射によって除去することにより、DFCの数を減少させ、機能的なクッペル胞形成に必要な最少の細胞数を決定した。また、DFCの増殖分化には自身が分泌するFGFが必須であるが、FGFシグナル強度を計測して、FGFシグナルが機能的なクッペル胞を形成するのに必要なDFCの数を規定していることを示唆するデータを得た。

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

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Hes7 3’UTR is required for somite segmentation function2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fujimuro, Takaaki Matsui, Yasuhide Nitanda, Tatsuro Matta, Yuichi Sakumura, Michiko Saito, Kenji Kohno, Yasukazu Nakahata and Yasumasa Bessho
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 号: 1 ページ: 6462-6462

    • DOI

      10.1038/srep06462

    • 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] An anterior limit of FGF/Erk signal activity marks the earliest future somite boundary in zebrafish.2014

    • 著者名/発表者名
      Akiyama et al.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 141 号: 5 ページ: 1104-1109

    • DOI

      10.1242/dev.098905

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3’UTR-dependent regulation of mRNA turnover is critical for differential distribution patterns of cyclic gene mRNAs.2014

    • 著者名/発表者名
      Nitanda et al.
    • 雑誌名

      FEBS J

      巻: 281 号: 1 ページ: 146-156

    • DOI

      10.1111/febs.12582

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Retinoic acid controls proper head-to-trunk linkage in zebrafish by regulating an anterior-posterior somitogenetic rate difference.2014

    • 著者名/発表者名
      Retnoaji et al.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 141 号: 1 ページ: 158-165

    • DOI

      10.1242/dev.097568

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Celf1 is required for formation of endoderm-derived organs in zebrafish.2013

    • 著者名/発表者名
      Tahara et al.
    • 雑誌名

      Int. J Mol. Sci.

      巻: 14 号: 9 ページ: 18009-18023

    • DOI

      10.3390/ijms140918009

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの創傷治療メカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      山田 壮平、飯野 敬矩、別所 康全、細川 陽一郎、松井 貴輝
    • 学会等名
      第37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
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 正常に機能するクッペル胞を形成するために必要な最小細胞数2014

    • 著者名/発表者名
      石川 寛、山田 壮平、田原 直幸、細川 陽一郎、別所 康全、松井 貴輝
    • 学会等名
      第37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
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ることで、膵臓や肝臓の形成を制御する2014

    • 著者名/発表者名
      田原 直幸、別所 康全、松井 貴輝
    • 学会等名
      第37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
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A negative feedback loop of Nrarp provides robustness to the somite segmentation clock2014

    • 著者名/発表者名
      Nitanda Y, Kim W, Matsui T, Nakahata Y, Sakumura Y, Bessho Y
    • 学会等名
      The 62nd NIBB Conference Force in Development
    • 発表場所
      Okazaki, Japan
    • 年月日
      2014-11-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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