| 研究課題/領域番号 |
21K15099
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
堀江 良子 筑波大学, 生命環境系, 特別研究員(PD) (90894907)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ホヤ / 単一細胞トランスクリプトーム解析 / 神経細胞 / 細胞分化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、申請者らが行ってきた個体丸ごとの単一細胞トランスクリプトームデータを利用することにより、ホヤ幼生の神経系に存在する神経細胞のうち、尾部に存在する双極型感覚神経細胞（BTNs）の分化機構を解明することを目指している。
単一細胞トランスクリプトーム解析の結果、最終分化した感覚神経細胞で特異的に発現する転写因子としてPOUIVを同定した。POUIVの機能阻害実験を行ったところ、表皮感覚神経細胞の分化が抑制された。さらに、POUIVの過剰発現実験を行ったところ、表皮感覚神経細胞が異所的に分化した。表皮細胞全体でPOUIVを過剰発現させた胚において、単一細胞トランスクリプトーム解析を行ったところ、異所的に分化した神経細胞群は、BTNsと似た遺伝子発現パターンを示すことが分かった。POUIV過剰発現胚において、発現が上昇した転写因子としてNeurogeninを同定した。POUIVの機能阻害を行うとBTNsにおけるNeurogeninの発現は消失した。一方、Neurogeninの機能阻害を行うとBTNsにおけるPOUIVの発現は失われ、BTNsは消失した。これらの結果から、両者がお互いを活性化するフィードバックループがBTNsの分化に重要である可能性が示された。続いて、Neurogeninのエンハンサー解析を行い、BTNs特異的な最小エンハンサー250bpを同定した。このBTNs特異的最小エンハンサーにはPOUIV結合配列が8個存在していた。この8個のPOUIV結合配列に変異を導入すると、BTNsにおけるレポーター遺伝子の発現は消失した。以上の結果から、POUIVがNeurogeninの遺伝子発現を活性化していることが明らかとなった。本研究により、POUIVおよびNeurogeninがお互いを活性化するフィードバックループがBTNsの分化に重要であることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
単一細胞トランスクリプトーム解析と実験発生生物学的な手法を組み合わせた研究の結果、本研究課題の目的としている、ホヤ幼生の神経系に存在する神経細胞のうち、尾部に存在する双極型感覚神経細胞（BTNs）の分化機構を解明することに成功したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、POUIV, neurogeninの下流でBTNsの分化に関連する因子の同定を進めていきたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウイルス感染拡大による納品の遅れのため。次年度に物品費として使用する予定である。
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