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マクロスケールのパターンを生み出す局所的な膜電位変化とその伝播

局部膜电位变化及其传播产生宏观模式

基本信息

批准号：
21K06198
负责人：
稲葉真史
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06198/
关键词：
パターン形成膜電位トリ胚光遺伝学

项目摘要

前年度までに、色素細胞にチャネルロドプシンを強制発現させて光刺激を与えると色素分化がスイッチし、縞パターンが乱れることをin vivoで見出した。分化スイッチは直接刺激を与えていない色素細胞にも長距離に渡って波及しており、色素細胞集団をつなぐ長距離シグナルの存在が示唆された。そこで、今回、そのシグナルの性質を理解するために、膜電位およびカルシウムシグナルのイメージングとその解析を行った。チャネルロドプシンを使ったこれまでの研究により、縞パターン形成は色素合成より前に開始することが推定されていたので、この時期におけるウズラ皮膚を器官培養しイメージングを行った。膜電位感受性蛍光タンパクArclightとMarinaを色素細胞特異的に発現させることに成功したが、現有の顕微鏡システムでは蛍光の変化を検出することはできなかった。そこで、カルシウムセンサーGCaMP6sを使ってカルシウム変化の可視化を行ったところ、色素細胞においてカルシウムシグナルが振動することを見出した。さらに、カルシウム振動の同期パターンから細胞間ネットワークの推定を行い、距離の近い細胞ほど同期の結合強度が高い傾向にあることが分かった。また、近距離で起こる相互作用を細胞レベルで調べるために、縞の境界を高倍率で長期間動画撮影した。境界では最初、黒と黄色の細胞が入り組んで存在しているが、細胞移動によってそれぞれの細胞が同じ色の領域に取り込まれ、明瞭な境界を形成することが分かった。

In the past year, pigment cells were produced under stress, and light stimulation was observed in vivo. The direct stimulation of differentiation and pigment cells in the long distance and the existence of pigment cells in the long distance The analysis of membrane potential and the properties of the membrane are discussed in detail. The research on the formation of pigment and the development of pigment in human body The membrane potential sensitivity to light can be detected successfully by Arclight and Marina pigment cell-specific detection. GCaMP6s enables visualization and vibration of pigment cells. In addition, the frequency of vibration in the cell line is higher than that in the cell line. The interaction between the cells and the environment is closely related to the long term animation. In the first place, black and yellow cells are grouped together, and cells move together. In the second place, black and yellow cells are grouped together, and cells of the same color are grouped together. In the third place, white and yellow cells are grouped together.