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2019 年度 研究成果報告書

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

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研究課題/領域番号 17KT0114
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 構成的システム生物学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2019)
沖縄科学技術大学院大学 (2017)

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
キーワード進化発生 / 収斂伸長運動 / 液胞 / 細胞外基質 / ケラタン硫酸 / ナメクジウオ / ツメガエル / ゲノム編集
研究成果の概要

幼生尾の液胞化した棒状支持組織としての脊索が、細胞内の液胞の膨圧と、脊索を覆う細胞外基質層(脊索鞘)の強度との釣り合いによって自己組織化されるという仮説(「液胞膨圧ー脊索鞘強度平衡モデル」)を提唱した。このモデルを検証する一環として、脊索特異的細胞外基質要素の一つであるケラタン硫酸について、その生合成に必須の硫酸化酵素として、Chst3およびChst6を同定した。また、脊索動物における脊索構成要素の保存性を検討するため、頭索動物ナメクジウオを用いた発現解析を行った結果、caveolin, calumenin, leprecanなどが祖先的脊索構成要素として働いてきたことが示唆された。

自由記述の分野

進化発生学

研究成果の学術的意義や社会的意義

【学術的意義】脊索は脊椎動物を含む脊索動物を特徴づける器官だが、その細胞生物学的な性質を俯瞰的にとらえた研究は少ない。本研究で提唱した「液胞膨圧ー脊索鞘強度平衡モデル」は、これまでの知見を合理的にまとめた優れたモデルであり、今後その詳細な分子メカニズムの解明が期待される。また、ナメクジウオの遺伝子発現パターンを明らかにし、祖先的な脊索構成要素の一部を明らかにできたのも大変意義深い。
【社会的意義】脊索遺残組織は椎間板髄鞘としてヒト成体にも存在し、その損傷は腰痛などの原因となる。また、椎間板髄鞘から生じる腫瘍(脊索腫)が希少疾患として知られている。本研究はこれらの疾患研究の基礎となりうる。

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公開日: 2021-02-19  

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