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2018 年度 実施状況報告書

細胞運動非依存的な脊索の自律的形態形成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17KT0114
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

安岡 有理  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (70724954)

研究期間 (年度) 2017-07-18 – 2020-03-31
キーワード発生 / 細胞外基質 / ケラタン硫酸 / ゲノム編集 / 細胞膜輸送 / ナメクジウオ
研究実績の概要

第51回日本発生生物学会大会にて、ケラタン硫酸の生合成が脊索の形態形成に与える影響とその生物学的意義について発表したところ、大きな反響を得た。今後、ケラタン硫酸がどのようにして耳胞や脊索の形態形成に関わるのか、解析を重ねていくことで新たな知見が得られると期待される。
胚発生に関わる遺伝子(gsc)について、ナメクジウオ胚を用いたin situ hybridization実験に成功し、その発現パターンの詳細を明らかにした。今後はこの経験をもとに、脊索の形態形成に関わる遺伝子の発現パターンの保存性を検討する。ニシナメクジウオ(Branchiostoma lanceolatum)のゲノムデータとトランスクリプトームデータを検索した結果、caveolin, lox(loxl1), chst1, chst3, chst6, calumenin, copz2, lamp1/2といった脊椎動物の脊索の細胞外基質形成や細胞膜輸送に関わる遺伝子のオーソログが存在し、神経胚以降の脊索が形成されるステージで発現していることを見出した。これらの遺伝子が脊椎動物同様脊索で発現するのかを、in situ hybridizationで今後検討し、その進化的保存性を明らかにする。さらにナメクジウオ胚への薬剤処理実験も行うことで、細胞外基質形成と細胞膜輸送による脊索の形態形成機構が、脊索動物共通祖先に由来する普遍的なものであるのかどうかを検討する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ゲノム編集実験や、ケラタン硫酸の解析、薬剤処理実験では大きな進展が見られなかったが、ナメクジウオ胚を用いた解析には一定の進展があった。ナメクジウオ胚における遺伝子発現情報の整理もできたので、脊索の形態形成に関わると期待される遺伝子の発現を調べる準備ができた。

今後の研究の推進方策

ゲノム編集実験を進め、内在遺伝子にtagをノックインした系統を樹立し、論文報告する。
ケラタン硫酸に関する機能解析結果を整理し、論文報告する。
ナメクジウオ胚における脊索形態形成関連遺伝子の発現を検討し、論文報告する。ナメクジウオ胚に対する薬剤処理実験も同時に検討する。
脊索の新しい形態形成モデルについての総説を執筆する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] De novo transcription of multiple Hox cluster genes takes place simultaneously in early Xenopus tropicalis embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo Mariko、Matsuo Megumi、Igarashi Kento、Haramoto Yoshikazu、Yamamoto Takayoshi、Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 8 ページ: bio038422

    • DOI

      10.1242/bio.038422

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microinjection of DNA Constructs into Xenopus Embryos for Gene Misexpression and cis-Regulatory Module Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Cold Spring Harbor Protocols

      巻: 2019 ページ: pdb.prot097279

    • DOI

      10.1101/pdb.prot097279

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Molecular Basis of the Gastrula Organizer in Amphibians and Cnidarians2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Yuuri、Taira Masanori
    • 雑誌名

      Reproductive and Developmental Strategies. Diversity and Commonality in Animals (Book)

      巻: - ページ: 667~708

    • DOI

      10.1007/978-4-431-56609-0_31

    • 査読あり
  • [学会発表] Complex evolution of brachyury paralogs during vertebrate notochord development2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka and Noriyuki Satoh
    • 学会等名
      第46回内藤コンファレンス
    • 国際学会
  • [学会発表] 脊椎動物の脊索発生におけるBrachyuryパラログの複雑な進化2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理、佐藤矩行
    • 学会等名
      第20回日本進化学会年会
  • [学会発表] 進化学の視点がリプログラミング研究にどう貢献できるか?2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第10回EvoDevo青年の会
  • [学会発表] ネッタイツメガエル胚発生における転写因子ー標的遺伝子関係の揺らぎ測定2018

    • 著者名/発表者名
      安岡有理
    • 学会等名
      第12回XCIJ首都圏支部会
  • [学会発表] Keratan sulfate produces “water bags” in embryos2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuri Yasuoka
    • 学会等名
      第51回日本発生生物学会年会

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公開日: 2019-12-27  

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