Molecular dissection of matorisome in a high-regenerative capability animal, salamanders

高再生能力动物蝾螈马托里体的分子解剖

基本信息

批准号：
21H03829
负责人：
鈴木賢一
金额：
$ 10.73万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

有尾両生類は脊椎動物の中でも卓越した器官再生能力を有する。レンズ、四肢、心臓、さらには脳に至るまで、形態的かつ機能的に再生させることが可能であるため、その高度な能力は古くから生物学において注目されてきた。有尾両生類の四肢再生時には、筋菅・軟骨・皮膚繊維芽細胞が脱分化し、未分化間葉系幹細胞の特徴を持った再生芽細胞の塊である再生芽が形成される。脱分化を促進し、再生芽細胞の増殖を支え、様々な組織由来の細胞を呼び込んで器官再生を完遂させる再生特有の細胞外環境を解明すれば、組織工学や再生医療を革新的発展に導く知見が得られると期待できる。再生中の器官には、細胞の脱分化や幹細胞の増殖を保証するための「細胞外マトリックス」や「分泌性増殖因子」で構成された特殊なマトリソームが存在していると考えられている。本研究では、イモリの器官再生中のマトリソームをオミックス解析で徹底的に同定し、再生特有なマトリソーム因子の器官再生における役割をゲノム編集技術により個体レベルで理解する。さらに、再生マトリソームが高等生物の幹細胞増殖や創傷治癒に及ぼす効果を評価する。以上の結果から、イモリが持つ高度な器官再生能力の原理を読み解き、生体材料工学における画期的な材料開発の手がかりとなる知見を供することを最終目的とする。令和四年度は先進ゲノム支援の協力によりイベリアトゲイモリゲノムの整備が進み、更なるオミックス解析が可能となり大きな進展となった。ゲノムデータを用いて引き続きイモリ四肢再生芽のトランスオミクス解析を中心に、再生芽における重要なECM遺伝子群のノックアウト解析、および機能解析に必要なトランスジェニック技術の開発を行った。

天王星两栖动物在脊椎动物中具有杰出的器官再生能力。它们的先进能力长期以来一直引起生物学界的关注，因为它们能够在形态和功能上再生晶状体、四肢、心脏，甚至大脑。在尿道两栖动物的肢体再生过程中，肌肉、软骨和皮肤成纤维细胞去分化形成胚基，胚基是具有未分化间充质干细胞特征的大量胚细胞。阐明再生所特有的细胞外环境，促进去分化，支持芽基细胞增殖，并吸引各种组织的细胞完成器官再生，将带来组织工程和再生医学的创新发展。据认为，由“细胞外基质”和“分泌的生长因子”组成的特殊基质体存在于再生器官中，以确保细胞去分化和干细胞增殖。在本研究中，我们将通过组学分析彻底鉴定蝾螈器官再生过程中的基质体，并利用基因组编辑技术在个体水平上了解再生特异性基质体因子在器官再生中的作用。此外，我们将评估再生基质体对高等生物体干细胞增殖和伤口愈合的影响。基于上述结果，我们的最终目标是破译蝾螈先进器官再生能力背后的原理，并提供有助于生物材料工程创新材料开发的知识。 2020年，在Advanced Genome Support的配合下，伊比利亚棕趾守宫基因组的制备工作取得进展，使进一步的组学分析成为可能，并取得重大突破。利用基因组数据，我们继续关注蝾螈肢胚基的转染色体分析，并开发了胚基中重要ECM基因组的敲除分析和功能分析所需的转基因技术。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Newt Hoxa13 has an essential and predominant role in digit formation during development and regeneration

Newt Hoxa13 在发育和再生过程中的手指形成中具有重要且主导的作用

DOI：
10.1242/dev.200282
发表时间：
2022
期刊：
Development
影响因子：
4.6
作者：
Takeuchi Takashi;Matsubara Haruka;Minamitani Fumina;Satoh Yukio;Tozawa Sayo;Moriyama Tomoki;Maruyama Kohei;Suzuki Ken-ichi T.;Shigenobu Shuji;Inoue Takeshi;Tamura Koji;Agata Kiyokazu;Hayashi Toshinori
通讯作者：
Hayashi Toshinori

Karolinska Ins.(スウェーデン)

卡罗林斯卡学院（瑞典）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

CRISPR/Cas9-based simple transgenesis in Xenopus laevis

DOI：
10.1016/j.ydbio.2022.06.001
发表时间：
2022-09-01
期刊：
DEVELOPMENTAL BIOLOGY
影响因子：
2.7
作者：
Shibata, Yuki;Suzuki, Miyuki;Mochii, Makoto
通讯作者：
Mochii, Makoto

Sequencing and chromosome-scale assembly of the giant Pleurodeles waltl genome

DOI：
10.1101/2022.10.19.512763
发表时间：
2022-10-20
期刊：
bioRxiv
影响因子：
0
作者：
Brown, T.;Elewa, A.;Yun, M. H
通讯作者：
Yun, M. H

MaxPlanck Ins. CBG(ドイツ)

MaxPlanck Ins.（德国）

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发表时间：
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DOI：
发表时间：
2007
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0
作者：
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通讯作者：
鈴木賢一

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DOI：
发表时间：
2007
期刊：
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作者：
K.;Tanaka;K.;Ikuno;Y.;Kasai;K.;Fukunaga;H.;Kunugita;K.;Ema;A.;Kikuchi;K.;Kishino;神代賢一;K. Kouyama;山崎祐介;K. Tanaka;鈴木賢一
通讯作者：
鈴木賢一

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DOI：
10.11477/mf.5002201292
发表时间：
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影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
水村直

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DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Suzuki M;Sakane Y;Sakuma T;Sakamoto N;Yamamoto T;Suzuki KT.;佐能正剛・中村直樹・鈴木賢一・柏木啓子・花田秀樹・山本卓・新海正・杉原数美・藤本成明・北村繁幸・柏木昭彦・太田茂;鈴木賢一;鈴木賢一;佐々木和泉・柏木昭彦・柏木啓子・花田秀樹・太田茂・佐能正剛・山本卓・鈴木賢一・新海正
通讯作者：
佐々木和泉・柏木昭彦・柏木啓子・花田秀樹・太田茂・佐能正剛・山本卓・鈴木賢一・新海正