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2012 年度 実績報告書

再生鱗をモデルとしたコラーゲン配向機構の解明-魚コラーゲンから生体修復材料を造る

研究課題

研究課題/領域番号 24380101
研究種目

基盤研究(B)

研究機関北海道大学

研究代表者

都木 靖彰  北海道大学, 大学院・水産科学研究院, 教授 (10212002)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード魚類コラーゲン / 鱗 / コラーゲン配向 / SLRPs / 生態修復材料 / ゼブラフィッシュ / ノックダウン / 細胞外基質タンパク質
研究概要

A. SLRPs遺伝子の発現抑制実験
まずRT-PCRおよびRACE法を用いて,ゼブラフィッシュのデルマトポンチン,デコリン,ミメカンをターゲットとしてクローニングを開始した。その結果,デルマトポンチンは1種類のcDNA全長クローニングに成功した。また,デコリン,ミメカンは複数のアイソフォームがクローニングされた。すなわち,ミメカンにおいてデータベースに「ミメカン」および「オステオグリシン」として登録されている2種類の遺伝子がクローニングされた。さらに,デコリンおよびミメカンではORF部分は共通であるが,3'UTR部分の長さの異なる複数の遺伝子がクローニングされた。ウシにおいては,一つのミメカン遺伝子から大分子であるミメカンとその一部が切り離された小分子であるオステオグリシンが生成される。しかしウシとは異なり,ゼブラフィッシュではミメカンに2種類の遺伝子が存在するものと判定された(遺伝子の命名が混乱している事実も判明した)。また,1種類のゲノムから,3'UTRの長さが異なるmRNAが合成されることは,哺乳類のSLRPsにおいて頻繁に報告されている。本研究により,魚類のSLRPsにおいてはじめて同様の現象が発見されたことから,長さの異なる3'UTRをもつmRNAの発現は,広く脊椎動物全般のSLRPsに保存されたものであることが予想された。さらに,デルマトポンチンの遺伝子発現解析とノックダウン実験に成功し,ノックダウン個体では筋形成,眼の形成,塩類細胞の形成,脊索の伸張に異常が生じることを明らかにした。
B.リコンビナントタンパク質を用いたin vitroコラーゲン線維化実験
キンギョにおいてcDNAクローニングが終了した,デルマトポンチンおよびビグリカンを大腸菌で発現させることに成功した。デルマトポンチンに関しては精製に成功し,抗体を作成した。予備的な試験で,リコンビナントデルマトポンチンがin vitroにおいてコラーゲン線維形成を促進することを確認した。

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

遺伝子クローニングは80%以上の達成度であると判定できる。リコンビナント合成に関しては予定していた大腸菌における発現に加え,次年度以降に予定していたデルマトポンチンの精製と抗体作成に成功したほか,線維化実験でも予備的データを得ることができたため,当初計画以上に進展していると判定できる。さらに,H27年度以降に予定していたノックダウン実験に成功した。これらを総合すると,計画全体としては当初の計画以上に進展していると判定できる。

今後の研究の推進方策

H24年度計画で進めることができなかった,デコリンおよびミメカン遺伝子の5'UTR領域のクローニングを終了させるほか,リコンビナントビグリカンの精製をおこなう。さらに,当初H25年度に計画していたとおり,SLRPs遺伝子の発現解析,リコンビナントタンパク質を用いたin vitroコラーゲン線維化実験,特異抗体の作成と免疫組織化法を用いたSLRPsの局在解析をおこなう。

次年度の研究費の使用計画

3月納品分の物品費を4月末に支払う。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Spatiotemporal expression of the dermatopontin gene in zebrafish Danio rerio.2013

    • 著者名/発表者名
      18. Tan Y, Iimura K, Sato T, Ura K, and Takagi Y
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 516 ページ: 277-284

    • DOI

      DOI:10.1016/j.Gene.2012.11.074

    • 査読あり
  • [学会発表] A central function for Dermatopontin during skeletal muscle, epidermis development and vertebrate convergent extension.2013

    • 著者名/発表者名
      Tan Y, Ura K, Takagi Y
    • 学会等名
      The 5th Strategic Conference of Zebrafish Investigators
    • 発表場所
      Pacific Grove, CA
    • 年月日
      2013-01-19
  • [学会発表] ゼブラフィッシュDanio rerio の硬組織におけるデルマトポンチン(Dpt)の発現解析と機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      檀永凱・浦和寛・都木靖彰
    • 学会等名
      第7回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-12-01
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ成魚におけるデルマトポンチン(Dpt)の発現解析2012

    • 著者名/発表者名
      檀永凱・飯村九林・佐藤哲郎・浦和寛・都木靖彰
    • 学会等名
      (社)日本動物学会 第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2012-09-13

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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