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2013 年度 実績報告書

位置情報に対する細胞集団の向きを変換する機構

研究課題

研究課題/領域番号 25711013
研究種目

若手研究(A)

研究機関秋田大学

研究代表者

山崎 正和  秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40373378)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード発生・分化 / 細胞・組織 / 遺伝学 / 平面内細胞極性 / PCP
研究概要

組織を構成する細胞は、組織全体におよぶ“位置情報”を読み取ることにより、ある特定の軸に沿って極性化することが知られている。この現象は平面内細胞極性(planar cell polarity, PCP)と呼ばれ、上皮細胞の頂底軸(apico-basal軸)に直交する極性として定義される。PCPの形成過程において、非典型的カドヘリンDachsous(Ds)の勾配は位置情報として機能し、個々の細胞の極性の担い手である7回膜貫通型受容体Frizzled(Fz)などの非対称局在を制御する。しかしながら、ショウジョウバエの翅と複眼で、Ds勾配に対するFz局在の向きは逆になっており、Ds勾配とFz局在を繋ぐ機構には不明な点が多い。これまでに申請者は、「Prickle(Pk)とそのアイソフォームであるSpiny-legs(Sple)の発現比」と「両分子の細胞内局在の違い」がこの謎を解く鍵となることを見出している。
我々は、PkまたはSpleの機能と細胞内局在の違いを明らかにすることを目的とし、PkまたはSpleに結合する分子の探索を行った。その結果、Spleアイソフォーム特異的なN末端領域(Sple-N)が非典型的カドヘリンであるDsの細胞内領域(Ds-ICD)と相互作用することを見出した。また、Sple-NとDs-ICDの様々な欠失変異体を作製し、それぞれの結合領域を決定した。PkとSpleの両方と相互作用する分子を同定することに成功しており、両Pkアイソフォームとこの結合分子との間に遺伝学的相互作用があることも見出している。上述の生化学的解析に加え、これまでに独自に作成したPCPの数理モデルを改良することにより、新たなPCPの数理モデルを構築した(北海道大学 秋山正和博士との共同研究)。

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

ほぼ予定通りに研究が進行し、研究目的を達成するに充分な実験結果を得ているため。

今後の研究の推進方策

昨年度、ほぼ当初予定していた通りに研究が進行し、Pkアイソフォームと相互作用する分子を複数同定することができた。今後、これらの知見を基に、PCPの分子機構の解析を引き続き行うと共に、独自に作成した数理モデルを駆使したシミュレーション実験も行う。

次年度の研究費の使用計画

実験の関係上、平成26年度施行予定であった数理モデルの構築を前倒しする形で平成25年度の途中から開始し、代わりに消耗品等の購入が必要な(平成25年度実施を計画していた)一部の実験を本年度(平成26年度)実施することにしたため。
研究は、ほぼ予定通り進展している。申請書の計画に従った形で研究を効率よく進める。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2014

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 鮎川友紀, 山崎正和
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      20140315-20140318
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2014

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 山崎正和
    • 学会等名
      生命数理研究会
    • 発表場所
      北海道・ニセコ
    • 年月日
      20140112-20140115
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル2013

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 山崎正和
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学(大津)
    • 年月日
      20131214-20131215
  • [学会発表] 位置情報が細胞の向きを決定する機構2013

    • 著者名/発表者名
      山崎正和
    • 学会等名
      Advans研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20131214-20131215
    • 招待講演
  • [学会発表] PrickleとSpiny-legsはDachsous勾配に対する細胞極性の向きを決定する2013

    • 著者名/発表者名
      鮎川友紀、秋山正和、Juergen Knoblich、妹尾春樹、佐々木雄彦、山崎正和(発表者)
    • 学会等名
      第36回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131203-20131206
  • [学会発表] A molecular mechanism underlying planar cell polarity orientation in Drosophila2013

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamazaki
    • 学会等名
      50th Birthday Symposium for Juergen Knoblich
    • 発表場所
      IMBA (Vienna)
    • 年月日
      20131024-20131025
    • 招待講演
  • [学会発表] 位置情報が細胞の向きを決定する機構2013

    • 著者名/発表者名
      鮎川友紀、秋山正和、妹尾春樹、佐々木雄彦、山崎正和(発表者)
    • 学会等名
      第12回生命科学研究会
    • 発表場所
      青森
    • 年月日
      20130628-20130629
  • [学会発表] Prickle and Spiny-legs determine the orientation of cellular asymmetry relative to the Dachsous gradient2013

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ayukawa, Masakazu Yamazaki, Juergen A. Knoblich, Haruki Senoo, Takehiko Sasaki and Masakazu Yamazaki
    • 学会等名
      第46回日本発生生物学会
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      20130528-20130531
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 山崎正和
    • 学会等名
      第23回「非線形反応と協同現象」研究会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
  • [学会発表] 平面内細胞極性の数理モデル

    • 著者名/発表者名
      秋山正和, 山崎正和
    • 学会等名
      応用数理研究会
    • 発表場所
      かんぽの宿(山代)
  • [備考] 秋田大学大学院医学系研究科ホームページ

    • URL

      http://www.med.akita-u.ac.jp/department/gs/kenkyu-org/kouza.php?koza=kaibo2

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公開日: 2015-05-28  

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