• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実績報告書

細胞が棒状機材を操作することで作るしなやかなヒレの形態形成原理

公募研究

研究領域ソフトロボット学の創成:機電・物質・生体情報の有機的融合
研究課題/領域番号 21H00327
研究機関大阪大学

研究代表者

黒田 純平  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 助教 (80726521)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
キーワード形態形成 / 鰭 / バイオイメージング / 骨 / コラーゲン / 細胞外マトリックス
研究実績の概要

動物の器官、特に移動に関わる手足やヒレ、羽などの外部器官は、「しなやか」で「柔軟」な動きを必要とする。これらの器官を作っているのは、やわらかな細胞と、コラーゲンなどの非細胞素材だが、小さな細胞達がどのようにして自身のスケールをはるかに超える構造を正確に構築し、機能的な運動器官を作り上げるのか、その仕組みはほとんど明らかにされていない。
本研究課題では、水生生物が持つ「ヒレ」の形態形成をモデルに、しなやかな運動器官の形態が構築される原理を明らかにすることを目的とした。具体的には三つの生物種のヒレに着目した。
1)魚のヒレは放射状に発達する骨により支えられているが、各骨は、棒状のコラーゲン繊維構造「アクチノトリキア」を基に形成されると推測されている。研究代表者が確立したヒレのライブイメージングの系によって、アクチノトリキアはヒレの成長の間、成長方向に向かって常に移動すること・古くなったアクチノトリキアは選択的に分解されることを発見した。またこれらの工程に関与する細胞を特定することにも成功している。
2)魚類とはかけ離れた系統グループに属する毛顎動物であるヤムシは、幼生期の魚類が持つヒレとよく似た形状のヒレを発達させる。研究室内で付加直後のヤムシを発生させることに成功した。初期のヒレ形成過程を2光子顕微鏡で観察することで、アクチノトリキアと形態的に類似した細胞内の棒状構造を用いてヒレを成長させることが明らかになった。
3)軟体動物・翼足類は、左右二枚のヒレ状の組織(翼)を発達させ、海中を遊泳する。翼足類が海中を効率よく遊泳するためには、翼内に筋肉繊維が立体的に規則正しく配向化する必要がある。透明化技術を使った高解像度イメージングを行うことで、翼を支える筋肉のネットワークが構築される仕組みについて明らかにした。
以上の成果は複数の国内学会にて発表・報告している。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 自己集合分子により構築される槍状結晶構造を基にした脊椎動物・毛顎動物のヒレの形態形成ダイナミクス2022

    • 著者名/発表者名
      黒田 純平, 後藤 太一郎, 板橋 岳志, 岩根 敦子, 近藤 滋
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] コラーゲン可視化トランスジェニック系統の開発によるゼブラフィッシュ骨中コラーゲンの動態観察2022

    • 著者名/発表者名
      日野 太夢, 黒田 純平, 近藤 滋
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュのヒレ骨形成における骨芽細胞由来の細胞外小胞のリアルタイムイメージング2022

    • 著者名/発表者名
      松井 建樹, 黒田 純平, 日野 太夢, 板橋 岳志, 岩根 敦子, 近藤 滋
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 透明化技術で明らかになった軟体動物翼足類の翼における筋肉繊維とコラーゲン繊維の階層的なネットワーク2022

    • 著者名/発表者名
      黒田純平, 清水啓介, 木元克典
    • 学会等名
      第93回日本動物学会早稲田大会
  • [学会発表] A novel mechanism of collagen remodeling in fish fin bone morphogenesis revealed by 4D live imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Junpei Kuroda, Hiromu Hino, Shigeru Kondo
    • 学会等名
      第54回日本結合組織学会学術大会
  • [学会発表] A novel cellular mechanism of collagen remodeling in the morphogenesis of fish fin bones revealed by 4D live imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Junpei Kuroda, Hiromu Hino, Shigeru Kondo
    • 学会等名
      第55回日本発生生物学会大会

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi