初期発生システムの包括的理解

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13044003
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 上野 直人 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (40221105)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 悟 岡崎国立共同研究機構, 統合バイオサイエンスセンター, 教授 (90225508) ; 西田 宏記 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60192689) ; 平良 眞規 東京大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60150083) ; 田代 康介 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教授 (00192170)
• Keywords: 初期発生 / 器官形成 / 再生 / 形態形成 / 細胞間相互作用 / シグナル伝達 / 幹細胞 / 進化

Research Abstract

本研究課題では初期発生における細胞運命の決定、細胞間相互作用、細胞移動など様々な現象を分子レベルで理解するために、系統的・網羅的アプローチを取り入れることを目標にしている。計画班員西田宏記らは筋肉分化決定因子Macho-1を同定し、その構造を明らかにした(平成14年Natureに発表)が、同研究をさらに進展させMacho-1が筋肉分化を指令する分子機構の解明を行っている。平成15年度、西田らはmacho-1はPEMと呼ばれる因子と相互作用することによって胚後端に局在することを見いだした。計画班員小林悟らはGFPで標識した生殖細胞をセルソーターで分離し、生殖細胞特異的に発現する遺伝子の網羅的探索を行っている。遺伝子発現の特異性が確認された遺伝子だけでもすでに数十を同定しており、今後の機能解析が期待される。また、平成15年度に小林らはマウス生殖細胞の形成にショウジョウバエNanosのホモログの一つが必須であることを明らかにしScienceに発表し、生殖細胞形成におけるNanosタンパク質の普遍的機能を明らかにした。また、上野らは脊椎動物の原腸形成を制御する因子を複数同定し、その分子メカニズムの解明に大きく貢献した。公募班員の山中伸弥らはES細胞の高い増殖能、多分化能について研究し、マウスES細胞の高い増殖能はRas様の遺伝子産物球asによるものであることを明らかにし、ESの移植による発がんを制御する道を開いたほか、ES細胞の多分化能の維持に必須の因子Nanogを発見した(それぞれNature、Cellに発表)。本研究課題では多くの課題で系統的・網羅的手法を取り入れ始めており、従来の発生生物学のアプローチ自体を大きく変革させつつあり、当初の目的通り、研究が順調に進展しているものと考えている。

Research Products

• [Publications] Tsuda, M.: "Conserved role of nanos proteins in germ cell development."Science. 301. 1239-1241 (2003)
• [Publications] Osada, M. et al.: "XMAN1, an inner nuclear membrane protein, antagonizes BMP signaling by interacting with Smad in Xenopus embryos."Development. 130. 1783-1794 (2003)
• [Publications] Sardet, C. et al.: "Maternal mRNAs of PEM and macho 1, the ascidian muscle determinant, associate and move with a rough endoplasmic reticulum network in the egg cortex"Development. 130. 5389-5349 (2003)
• [Publications] Kinosita, N.: "PKCδ is essential for Dishevelled function in a non-canonical Wnt pathway that regulates Xenopus convergent extension movements."Genes Dev.. 17. 1663-1676 (2003)
• [Publications] Iioka, H. et al.: "Essential role of MARCKS in cortical actin dynamics during gastrulation movements"J.Cell Biol.. 164. 169-174 (2004)
• [Publications] Savoie, C.J. et al.: "Use of gene networks from full genome microarray libraries to identify functionally relevant drug-affected genes and gene regulation cascades."DNA Res.. 10. 19-25 (2003)
• [Publications] Sean B.Carroll, et al.: "DNAから解き明かされる形づくりと進化の不思議"株式会社羊土社. 197 (2003)