| 研究領域 | 脳構築における発生時計と場の連携 |
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| 研究課題/領域番号 |
17H05768
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
別所 康全 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70261253)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 発生 / ゼブラフィッシュ / 側線器官 / 神経 / 時間制御 |
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| 研究実績の概要 |
多細胞生物のそれぞれの細胞は、外部のシグナルを内在するゲノムに照らし合わせてふるまい、組織や器官は、それを構成する細胞の相互作用で自律的に形成される。したがって、組織や器官の発生の時空間的制御機構は単純な遺伝学では解明できず、細胞の社会的な相互作用に着目する必要がある。本研究では水流を感知する器官であるゼブラフィッシュ側線器官の形成をモデ
ル系として、時間制御を利用した形づくりの新たなメカニズムを明らかにする。これまで明らかになっている唯一の発生過程の時間制御である体節形成では、細胞内に計時システムがあったが、側線器官形成では、細胞の社会的な相互作用が計時器官として機能していうアイデアであり、新たな計時システムの解明を目指した。
ゼブラフィッシュ側線器官原基と体節との相互作用をライブイメージング法を用いて観察し、側線器官原基が通る経路を詳細に検討した。ソニックヘッジホッグ阻害剤を作用させ、体節から分化するmuscle pioneer細胞の分化を阻害したときに、正常な細胞移動経路から外れることを明らかにした。
また、側線器官原基が移動している間に、アセチルコリン阻害剤を用いて神経伝達を遮断すると、側線器官原基からそれぞれの側線器官が分離するタイミングが早くなるという結果を得た。このことから側線器官原基を神経支配している遠心性神経のアセチルコリンを介した神経伝達が、側線器官の発生の時間制御をおこなっていることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
側線器官形成の時間計測をおこなっているときに、個体によるばらつきが予想以上に大きく、当初計画よりも多数の胚を観察する必要が生じたので、実験計画には多少遅れた生じた。一方で側線器官原基の移動経路と体節との関連の解析は予想よりも早く進展したので、全体としては概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに、側線器官原基に対するアセチルコリンを介した中枢からの神経入力が側線器官の発生の時間制御をおこなっていることを示唆するデータえているが、フェムト秒レーザーで側線器官原基に対する遠心性神経の軸索を切断することを試み、神経入力の重要性を明らかにしていく。さらに側線器官原基の中の有毛細胞における細胞内カルシウム濃度の増減を指標として、有毛細胞の活性化を計測し、遠心性神経入力との相関を明らかにすることで、遠心性神経入力の役割を明らかにする。
また側線器官原基の移動経路の解析では、誘引シグナルとなっているケモカインシグナル系の解析をおこなう。
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