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発生過程において個体形状の変化を調節する内分泌機構の解明

阐明发育过程中调节个体形状变化的内分泌机制

基本信息

批准号：
22K06290
负责人：
岡本直樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

多細胞生物の発生過程において、体全体や組織の『かたち（形態および形状）』は時期特異的に変化を遂げ、最終的に決まった『かたち』を持つ個体が形成される。本研究では、分子遺伝学的技術の発達したショウジョウバエを用いて、幼虫から蛹への個体の形状変化に関与するホルモン作用調節機構の理解を目指した。本年度は、幼虫から蛹への個体の形状変化に関わるペプチドホルモンとして同定したCapaの産生細胞の特定、Capaの作用機構の解析、個体の形状変化が誘導される原因の解明を行い、以下の研究実績を得た。・全身性の形状変化を誘導するCapa産生細胞の特定：Capaは食道下神経節に存在するSEG神経と腹部神経節に存在するVa神経で産生される。どの神経で産生されるCapaが個体形状の調節に関与するかを明らかにするため、SEG神経とVa神経それぞれの神経特異的な遺伝子操作を行った結果、Va神経で産生されるCapaが個体の形状変化に重要であることが明らかになった。・Capaの作用機構の解析：Capaが作用する組織を特定するため、Capa受容体（CapaR）の発現解析及び組織特異的なCapaRノックダウン（KD）実験を行った結果、Capaは脊椎動物の腎臓に相当する組織であるマルピーギ管（MT）の先端領域に作用することが明らかになった。・個体の形状変化が誘導される原因の解明：MT先端領域は、カルシウムの貯蔵・排出に特化した領域である。そこで、Capa及びCapaR KD個体の体液中カルシウム濃度を測定した結果、顕著に減少していることが明らかになった。さらに、過剰量カルシウムを含む餌でCapaR KD個体を飼育すると表現型が回復した。以上の結果は、Capaが体液中のカルシウム量を調節するホルモンとして機能すること、CapaやCapaR KD個体では、低カルシウム血症に陥り、個体の形状変化が異常になることを示唆する。

During the development of multicellular organisms, the whole tissue of the organism is transformed into a time-specific organism, and the final decision is made to form an individual. This study aims to develop molecular genetics techniques for understanding the role of regulatory mechanisms in the development of larval and pupae. This year, we conducted research on the identification of capa-producing cells, the analysis of capa-producing mechanisms, and the explanation of the causes of individual shape change. Systemic shape changes are induced in Capa-producing cells: Capa is present in the hypoesophageal ganglion, SEG is present in the abdominal ganglion, Va is present in the nervous system. SEG is responsible for the regulation of individual shape and the regulation of individual shape. SEG is responsible for the regulation of individual shape and the regulation of individual shape. Analysis of Capa's Mechanism of Action: Tissue-specific analysis of Capa's effect, analysis of Capa receptor's (CapaR) development and tissue-specific CapaR development (KD) results, Capa's effect on vertebrate kidney equivalent tissues, and the role of CapaR in the distal domain of MT. The reason why individual shape changes are induced is explained as follows: MT tip field, storage and discharge, specialization field. The results of the determination of the concentrations of Capa and CapaR in the body fluids of individuals with KD are as follows: The phenotype of CapaR KD individuals was restored when they were reared with bait. The above results indicate that CapaR KD individuals have abnormal shape, and CapaR KD individuals have abnormal shape, and CapaR KD individuals have abnormal shape.