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2019 年度 実績報告書

細胞の社会的ふるまいを軸とした発生過程のロバストな器官サイズ決定機構の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 18H02451
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, 先端科学技術研究科, 教授 (70261253)

研究分担者 作村 諭一  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50324968)
中畑 泰和  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (50390810)
松井 貴輝  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60403333)
笹井 紀明  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (80391960)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード器官サイズ / 細胞の社会性 / 側線器官 / 神経 / 発生
研究実績の概要

多細胞生物の発生過程において、胚は環境変化にさらされ、かつ生物の素過程はゆらぎに満ちている。しかし生物は生物種固有のサイズに発生し、その中の臓器等も均整のとれたサイズに形成されるので、サイズがロバストに決められるしくみが存在すると理解できる。細胞はゲノム情報に基づいてふるまい、細胞が集まって自律的に組織・器官をつくるので、細胞の社会性がサイズ決定のキーであると考えられる。本研究では、細胞の社会的ふるまいを新たな切り口に、脊椎動物の体節形成とゼブラフィッシュの側線器官形成をモデルとして、実験生物学と数理生物学を駆使することで、組織・器官のサイズがロバストに決められるロジックを明らかにすることを目的として研究を進めた。
ゼブラフィッシュ側線器官について、アセチルコリン受容体の阻害剤を用いて側線器官原基に投射する遠心性神経からの入力を遮断すると、ひとつひとつの側線器官のサイズが小さくなり、側線器官の数が増えることを明らかにした。また、側線器官の感覚細胞である有毛細胞は障害を受けて死滅した場合に障がい前と同じ数の有毛細胞が再生することが知られている。遠心性神経の入力を遮断すると、再生する有毛細胞の数が少なくなったので、遠心性神経の入力が側線器官の有毛細胞の数を決定していることが示唆された。
また、体節形成について、体節のサイズの定量を試みて、定量的なデータを得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

体節の計測は、個体間のばらつきが大きいことなどからやや進展が遅れているが、側線器官の有毛細胞の再生について、支配している遠心性神経の役割を示唆する興味深いデータが得られたので、おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後、有毛細胞の再生について、さらに遠心性神経の入力の役割に焦点を絞って検討を進めていく。これまではアセチルコリン受容体阻害剤を使った薬理学的な解析をおこなってきたが、遠心性神経を物理的に切断することも試みる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019

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 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Shootins mediate collective cell migration and organogenesis of the zebrafish posterior lateral line system2019

    • 著者名/発表者名
      Urasaki Akihiro、Morishita Seiya、Naka Kosuke、Uozumi Minato、Abe Kouki、Huang Liguo、Watase Emiko、Nakagawa Osamu、Kawakami Koichi、Matsui Takaaki、Bessho Yasumasa、Inagaki Naoyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 12156

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48585-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The ALK-1/SMAD/ATOH8 axis attenuates hypoxic responses and protects against the development of pulmonary arterial hypertension2019

    • 著者名/発表者名
      Morikawa M、Mitani Y、Holmborn K、Kato T、Koinuma D、Maruyama J、Vasilaki E、Sawada H、Kobayashi M、Ozawa T、Morishita Y、Bessho Y、Maeda S、Ledin J、Aburatani H、Kageyama R、Maruyama K、Heldin C-H、Miyazono K
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 12 ページ: eaay4430

    • DOI

      10.1126/scisignal.aay4430

    • 査読あり
  • [学会発表] Implantable microimaging CMOS sensor for deep brain gene expression analysis in freely behaving mice2019

    • 著者名/発表者名
      J.Olorocisimo, J.Briones, R.Rebusi, Y.Ohta, M.Haruta, K.Sasagawa, Y.Nakahata, Y.Bessho, J.Ohta
    • 学会等名
      Neuroscience2019
    • 国際学会
  • [学会発表] The anti migration effect of PGV-1 on MDA-MB 231 cells does not affect osteoclastogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Riris Istighfari Jenie, Yogi Ertanto, Indah Hairunnisa, Rohmad Yudi Utomo, Yasumasa Bessho, Norihiro Ishida-Kitagawa, Hiroshi Itoh, Edy Meiyanto
    • 学会等名
      The Asian Federation for Pharmaceutical Sciences (AFPS) Conference 2019 in conjunction with the 4th International Conference on Advance Pharmacy and Pharmaceutical Sciences (ICAPPS) (AFPS-ICAPPS 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ上皮組織の持つ粘弾性特性を利用した創傷治癒機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      山田 壮平, 別所 康全, 細川 陽一郎, 松井 貴輝
    • 学会等名
      日本分子生物学会
  • [学会発表] 確率的遺伝子発現をする未分節中胚葉の発現同調モデル2019

    • 著者名/発表者名
      櫻井達也, 山田達也, 野添光, 池田和司, 別所康全, 作村諭一
    • 学会等名
      日本分子生物学会

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公開日: 2021-01-27  

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