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2015 年度 実績報告書

形態形成のロバスト性を維持するシグナルのファインチューニングシステム

研究課題

研究課題/領域番号 26291050
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, バイオサイエンス研究科, 教授 (70261253)

研究分担者 中畑 泰和  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (50390810)
松井 貴輝  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (60403333)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード形態形成 / 体節 / ロバスト性 / Notch / 遺伝子発現
研究実績の概要

脊椎動物胚の体節形成機構について、外部環境からの撹乱に対してロバスト性維持機構が備わっていると仮定し、そのメカニズムを明らかにしようとしている。特にNotchシグナルに着目し、シグナル伝達がフィードバック制御によってファインチューニングされることがロバスト性維持機構に寄与していると考えている。
Notchシグナルの抑制因子であるNrarpノックアウトマウス胚の未分節中胚葉においてHes7、Lfngなどの振動遺伝子の転写を細胞/遺伝子座レベルで検出した結果、野生型胚に比べてNrarpノックアウトマウス胚では、転写がOFFになっている領域/タイミングの細胞で転写が活性化されている割合が高かった。このことから、Nrarpノックアウトマウス胚では転写を同調させる能力が低くなっていることが示唆され、同調性機構にNrarpが関与していることが考えられた。また、転写がOnとOffになっている領域/タイミングの細胞では、野生型胚でも転写が活性化されていない細胞が存在していた。この結果から、転写は活性化される条件であっても確率的におこると考えられた。
野生型胚およびNrarpノックアウトマウス胚をバルプロ酸に暴露することで環境の撹乱をおこなうと体節形成に異常が生じるが、タイムコースをとってバルプロ酸が体節形成のどのステップを妨げているかを検証している。現段階では遺伝子発現の振動を利用して分節化のプレパターンをつくるステップを撹乱しているという結果を得ている。

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

Nrarpノックアウトマウスは体節形成のロバスト性維持機構が減弱していることを示唆するデータを既に得ていたが、そのことを定量的に示すことができた。また数理解析も進展が見られているので順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

さらに研究を進める。振動遺伝子であるHes7の一方のアリルを欠失させると遺伝子発現振動が不安定になることを既に示しているので、これを内部ノイズのモデルとして用いて、ロバスト性維持機構をさらに解明していく。

次年度使用額が生じた理由

作製予定のトランスジェニックマウスに用いるコンストラクトを改善したために、作製開始を遅らせることにしたため。

次年度使用額の使用計画

改善した計画に従って進める。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Cell collectivity regulation within migrating cell cluster during Kupffer's vesicle formation in zebrafish2015

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Matsui, Hiroshi Ishikawa, Yasumasa Bessho
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 3 ページ: 27

    • DOI

      10.3389/fcell.2015.00027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Organ size regulation Zebrafish laterality organ2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ishikawa, Sohei Yamada, Takanori Iino, Yasumasa Bessho, Yoichiroh
    • 学会等名
      CDB Symposium 2016
    • 発表場所
      理化学研究所多細胞システム形成研究センター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-03-28
  • [学会発表] 細胞内NAD+による概日時計遺伝子発現変動の制御2016

    • 著者名/発表者名
      中畑泰和、別所康全
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-23
  • [学会発表] 弾性性質を利用した創傷治癒機構の解明2016

    • 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
      第5回細胞競合コロキウム
    • 発表場所
      北海道大学医学部学友会館フラテ(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-18
  • [学会発表] NAD+の減少は、概日時計遺伝子発現周期の延長を惹起する2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushige Ashimori, Yasukazu Nakahata, Takaaki Matsui, Yasumasa Bessho
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
  • [学会発表] 概日時計機構および細胞老化におけるNAD+/NAMPTの影響2015

    • 著者名/発表者名
      中畑 泰和, 芦森 温茂, 松井 貴輝, 別所 康全
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
  • [学会発表] Reduction of intracellular NAD+ promotes the extension of periods of circadian clock genes2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushige Ashimori, Yasukazu Nakahata, Takaaki Matsui, Yasumasa Bessho
    • 学会等名
      日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス伊藤国際学術研究センター(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-11-21
  • [学会発表] Mechanical property of epithelial cells affects speed of wound healing2015

    • 著者名/発表者名
      Sohei Yamada, Takanori Iino, Yasumasa Bessho, Yoichiro Hosokawa,Takaaki Matsui
    • 学会等名
      1st International Symposium on Cell Competition
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-09-10
  • [学会発表] The mechanism of the biological clock that controls animal development2015

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Bessho
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Pharmacy and Advanced Pharmaceutical Sciences
    • 発表場所
      Yogyakarta, Indonesia
    • 年月日
      2015-09-08

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公開日: 2017-01-06  

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