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2018 年度 実績報告書

特定の体節数で後肢形成が開始される機構の解明

公募研究

研究領域脳構築における発生時計と場の連携
研究課題/領域番号 17H05764
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 孝幸  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (40451629)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード発生時計 / ヘテロクロニー / 体軸 / 進化発生学 / 骨格パターン
研究実績の概要

平成30年度では平成29年度で得られた知見から、Gdf11の発現が、体軸の伸長などに関係なく、分節という現象によって制御されているのかを次の3点の実験から検証した。Gdf11の発現が、分節数により自立的に決まっているならば、異なるステージの胚にGdf11が発現する予定中軸中胚葉領域を移植しても10体節期相当のタイミングで自立的に発現が起こるはずである。そこで8体節期のドナーの中軸中胚葉を4体節期のホストの中軸中胚葉に移植し、Gdf11の発現がどのタイミングで開始されるのか検討した。その結果、Gdf11の発現は、体軸の後方に発現するWNT, FGFシグナルによって発現が調節されること、また分節に関わるシグナルによらず発現が誘導される事が明らかとなった。このことから、初期胚の中軸領域において、発生のタイミングを認識している機構があることが強く示唆された。
発生中の組織の中はさまざまな分泌因子が相互作用をしながら遺伝子発現が調節されている。そのためGdf11の発現を介した種に固有の仙椎-後肢ユニットの位置が決定されるのかを調べるためには純粋なPSMを用いて解析する必要がある。そこで平成30年度では予定通りES細胞からPSMの細胞に分化させた細胞に、GDF11タンパク質を作用させた時に、下流で体軸の領域決定に関与するHox遺伝子の発現がどのように変化するのかを調べた。その結果、GDF11タンパク質を作用させると、染色体の5'側に位置するHox9-Hox13の発現が誘導される事が明らかとなった。これらのHox遺伝子の発現は、体の下半身全体の形態形成に必須である。これらの結果から、種固有なタイミングで発現を開始したGdf11はPSMの細胞において5'Hox遺伝子群の時空間的な発現を介して仙椎-後肢ユニットを含む下半身全体の形成タイミングを制御していることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [学会発表] ニワトリ胚を用いた四肢動物における後肢の位置の多様性を生み出す発生メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝幸
    • 学会等名
      第42回鳥類内分泌学会
    • 招待講演
  • [学会発表] ニワトリ胚を用いた四肢動物における後肢の位置の多様性を生み出した発生メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝幸、松原由幸、平沢達矢、江川史朗、服部亜由美、菅沼貴也、小原裕平、永井達也、田村宏治、倉谷滋、黒岩厚
    • 学会等名
      平成30年度 東海畜産学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Heterochrony in initiation of Gdf11 expression specifies unique hindlimb positioning through coordination of Hox gene expression in tetrapods2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Suzuki
    • 学会等名
      第51回 日本発生生物学会年会
  • [学会発表] 四肢動物における後肢の位置の多様性を生み出す発生メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝幸
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会第51回日本発生生物学会合同大会NBRPワーク ショップ
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 鳥類バイオサイエンス研究室ホームページ

    • URL

      https://animgenet.wixsite.com/avianbioscience

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公開日: 2019-12-27  

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