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2008 年度 実績報告書

細胞分化における遺伝子発現のゆらぎとその制御

研究課題

研究課題/領域番号 20200006
研究機関広島大学

研究代表者

山本 卓  広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90244102)

研究分担者 鈴木 厚  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20314726)
柴田 達夫  広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10359888)
鈴木 賢一  広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (90363043)
西川 正俊  広島大学, 大学院・理学研究科, 研究員 (30444516)
キーワード発生・分化 / 遺伝子 / ゲノム / 発現制御 / ゆらぎ
研究概要

本年度は以下の通り研究を実施した。
1) 発生過程における遺伝子発現のゆらぎの解析…発生過程での1細胞レベルでの遺伝子発現ダイナミクスを測定するために、GFP遺伝子をゲノム遺伝子に1コピー導入する方法の検討を行った。ウニ胚発生過程の中胚葉細胞分化に関わる3つの遺伝子(HesC, Ets, Tb)のゲノム遺伝子配列中で、多型レベルが低い領域を選び、各遺伝子を特異的に切断するZinc Finger Nuclease(ZFN)を作製した。作製したZFNの標的配列への結合特異性を大腸菌のツーハイブリッド系で調べたところ、HesC遺伝子に対するZFNは特異性が見られたが、Ets遺伝子およびTb遺伝子のZFNには特異的な結合が検出されなかった。現在ウニ胚への導入条件の検討と平行して、ZFNが作製できていない2つの遺伝子についてライブラリースクリーニングによるZFNの作製を進めている。さらに、導入したウニ胚での遺伝子発現を1細胞レベルで検出するための準備として、複数コピーのレポーター遺伝子を導入したウニ胚において蛍光を経時的に観察し、取得データの解析を行った。
2) 細胞応答のゆらぎと細胞間相互作用に基づく細胞運命決定の解析…細胞運命の決定過程における"細胞応答のゆらぎ"を調べるために、動的な遺伝子発現のin vivo観察系の開発を行った。モデル動物であるツメガエル胚の外胚葉細胞を中胚葉誘導因子・アクチビンで刺激後、Goosecoid遺伝子およびMix2遺伝子の発現を発光ライブイメージングで観察する実験系の構築を試みた。
3) 多能性幹細胞における遺伝子発現のゆらぎの解析…分化過程におけるステロイドホルモン応答性のダイナミクスを1細胞レベルでリアルタイムに測定するため、レポーターコンストラクトの作製を行った。また、このコンストラクトを培養細胞に導入し、レポーター活性検出の条件検討を行った。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular features of thyroid hormone-regulated skin remodeling in Xenupus laevis during metamorphosis2009

    • 著者名/発表者名
      Suzuki K.
    • 雑誌名

      Development, Growth and Differentiation (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Ars insulator facilitates I-SceI meganuclease-mediated transgenesis in the sea urchin embryo2008

    • 著者名/発表者名
      Ochiai H.
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics 237

      ページ: 2475-2482

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of nucleoplasmin3 as a histone-binding protein in embryonic stem cells2008

    • 著者名/発表者名
      Motoi N.
    • 雑誌名

      Development, Growth and Differentiation 50

      ページ: 307-320

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noise generation, amplification and propagation in chemotactic signaling systems of living cells2008

    • 著者名/発表者名
      Shibata T.
    • 雑誌名

      BioSystems 93

      ページ: 126-132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mutual interaction in network motifs robustly sharpens gene expression in developmental processes2008

    • 著者名/発表者名
      Ishihara S.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology 252

      ページ: 131-144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluctuation analysis of mechanochemical coupling depending on the type of biomolecular motors2008

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa M.
    • 雑誌名

      Physical Review Letter 101

      ページ: 128103

    • 査読あり
  • [学会発表] 多細胞生物における細胞間の遺伝子発現のゆらぎ2009

    • 著者名/発表者名
      落合博
    • 学会等名
      定量生物学の会第1回年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-01-10
  • [学会発表] 生物学にとっての理論、理論にとっての生命現象2009

    • 著者名/発表者名
      柴田達夫
    • 学会等名
      定量生物学の会第1回年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-01-10
  • [学会発表] バクテリアの走化性とセンシングのノイズ2009

    • 著者名/発表者名
      西川正俊
    • 学会等名
      定量生物学の会第1回年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-01-10
  • [学会発表] 細胞性粘菌の走化性シグナル伝達系における自己組織化現象の蛍光イメージ解析と理論的解析2008

    • 著者名/発表者名
      西川正俊
    • 学会等名
      数理生物学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-09-16
  • [学会発表] バフンウニ初期発生におけるDicerホモログの機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      岡光憂佳
    • 学会等名
      第79回日本動物学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-06
  • [学会発表] バフンウニVasa(HpVasa)遺伝子の発現と機能2008

    • 著者名/発表者名
      住吉範子
    • 学会等名
      第79回日本動物学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-05
  • [学会発表] 走化性情報処理のゆらぎと協同性2008

    • 著者名/発表者名
      柴田達夫
    • 学会等名
      第60回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-06-29
  • [学会発表] Self-organization in chemotactic signal transduction of eukaryotic cell2008

    • 著者名/発表者名
      Shibata T.
    • 学会等名
      International Workshop on Bio-Soft Matter
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2008-06-09
  • [学会発表] Identification and characterization of a novel candidate gene that regulates competence of ectodermal cells to BMP-mediated embryonic induction2008

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Tatsuo
    • 学会等名
      41st Annual meeting for the Japanease society of developmental biologists
    • 発表場所
      Tokushima
    • 年月日
      2008-05-28
  • [学会発表] Analysis of the mechanism underlying the localized function of HpNanos at archenteron tip2008

    • 著者名/発表者名
      Fujii Takayoshi
    • 学会等名
      41st Annual meeting for the Japanease society of developmental biologists
    • 発表場所
      Tokushima
    • 年月日
      2008-05-28
  • [学会発表] Ars insulator facilitates the meganuclease-mediated transgenesis in the sea urchin embryo2008

    • 著者名/発表者名
      Ochiai H
    • 学会等名
      41st Annual meeting for the Japanease society of developmental biologists
    • 発表場所
      Tokushima
    • 年月日
      2008-05-28
  • [学会発表] Analysis of cis-regulatory elements controlling spatio-temporal ex-nri, ssimi of T-hrain gene of sea urchin. Hemicentrotus oulcherrimus2008

    • 著者名/発表者名
      Ochiai H.
    • 学会等名
      Developmental Biology of the sea urchin XVIII
    • 発表場所
      Woods Hole, MA, USA
    • 年月日
      2008-04-25
  • [図書] Single Molecule Dynamics in Life Science2008

    • 著者名/発表者名
      Ueda M, et.al.
    • 総ページ数
      346
    • 出版者
      WILEY-VCH Verelag GmbH & Co

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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