Functional analysis of the cell initiating gastrulation process.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19270
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: TAKEMOTO Tatsuya 徳島大学, 先端酵素学研究所, 教授 (30443899)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: 原腸陥入

Outline of Final Research Achievements

In this study, I tried to identify a cell that initiates gastrulation. I visualized cells in the epiblast of day 6 embryos at the onset of gastrulation and observed their behavior using live imaging. I succeeded in distinguishing and tracking the behavior of individual cells. This approach allowed us to identify the first cells migrating from the epiblast layer to the mesendoderm layer at the time of gastrulation. Furthermore, we succeeded in labeling the cells with PA-mCherry, which expresses fluorescence upon light stimulation. The labeled cells (assumed to be the leader cells) are now being isolated and analyzed for gene expression that differs from other cells.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

初期胚発生には、体軸（前後軸・左右軸など）の決定や原腸陥入など「対称性の破れ」となる局面が多く存在する。いずれもが「わずかな数細胞の変化」が「大多数の細胞の変化」を引き起こす現象である。原腸陥入に関するこれまでの研究の多くは、後者の大多数の細胞の変化（移動）についてであり、その結果、原腸陥入する細胞に共通した仕組みが明らかになりつつある。一方で、それらを引き起こす最初の細胞に注目した例はほとんどない。
そこで本研究では、原腸陥入する最初の細胞を研究対象として、それに続く細胞との違いを明らかにする。本研究は、「わずかな数細胞」によって主導される生命現象を理解するための研究モデルとなる。