平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 東京工業大学
 
2.研究領域 生命科学
 
3.研究分野 生命体の形成機構(生殖、発生など)
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96L00404
 
6.研究プロジェクト名 発生運命決定機構プロジェクト

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
西田 宏記 ニシダ ヒロキ 大学院生命理工学研究科 助教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
真壁 和裕 マカベ カズヒロ 京都大学・大学院理学研究科 助手
西方 敬人 ニシカタ タカヒト 甲南大学・理工学部 助教授
西駕 秀俊 サイガ トシヒコ 東京都立大学・理学部 助教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
高村 克美 タカムラ カツミ 福山大学・工学部 講師
高橋 弘樹 タカハシ ヒロキ 基礎生物学研究所 助手
William R. Bates ウィリアム R. ベイツ カナダOkanagan University College 助教授

10.研究成果の概要

本プロジェクトの目的は、初期発生過程において、各々の割球がどの組織を作る細胞になるのか(すなわち、発生運命の決定機構)を解明することがであった。我々はモデル動物として原索動物であるホヤを取り上げ、その胚発生の単純さを利用し発生運命決定機構を実験発生学的及び分子生物学的に解明してきた。
 まず、母性mRNAを用いたcDNAプロジェクトを実行し、データベースとして公開した。すなわち、卵に存在するほぼ全メッセージに対応する数のクローン(2万クローン、約1万種類)について、ESTを作成するとともに、約3000クローンについてその局在/発現パターンを記載し、データベースを構築し、公開した。そして、後極に局在するmRNAのなかから、macho-1を筋肉決定因子として同定することに成功した。
 cDNAプロジェクトからわかったように、ホヤでは卵細胞や胚の中で多種類のRNAが局在しているので、いかにしてこれらのRNAが局在化されるのかをさぐった。後極に局在を示す母性mRNAの3'UTRを解析し、局在のために必要な核酸配列を同定した。また、その局在を引き起こすのに働くRNA結合蛋白質の候補をいくつかクローニングした。
 また、卵内で局在している因子を各割球に正確に分配していくためには、卵割パターンの制御が重要であると考えられる。ホヤ胚の後極では不等分裂が繰り返されるが、それを引き起こす特殊な細胞内構造としてCAB(Centrosome-attracting Body)を同定した。
 ホヤ胚では、胚誘導が非常に早い時期に少数の細胞間で起こる。32細胞期に起こる脊索誘導と間充織誘導を解析することにより、Directed Signal and Asymmetric Divisionモデルを提唱し、少数の細胞で構成されるタイプの胚発生における細胞間相互作用のあり方に関して、理解の進展をもたらした。
 これらの成果は、胚発生のあり方の解明に進歩をもたらし、我々を含む脊椎動物の発生の理解にも大きく貢献できると考えられる。

11.キーワード

(1)胚発生、(2)発生運命、(3)ホヤ
(4)卵細胞質内決定因子、(5)cDNAプロジェクト、(6)局在RNA
(7)卵割パターン、(8)胚誘導、(9)RNA結合蛋白質

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
Nishida, H. Vegetal egg cytoplasm promotes gastrulation and is responsible for specification of vegetal blastomeres in embryos of the ascidian Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Development 122 1996 1271-1279

著者名 論文標題
Kumano, G., Yokosawa, H., and Nishida, H. Biochemical evidence for membrane-bound endoderm-specific alkaline phosphatase in larvae of the ascidian, Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Eur. J. Biochem. 240 1996 485-489

著者名 論文標題
Yamada, A., and Nishida, H. Distribution of cytoplasmic determinants in unfertilized eggs of the ascidian Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 206 1996 297-304

著者名 論文標題
Nishida, H., and Kumano, G. Analysis of temporal expression of the endoderm-specific alkaline phosphatase during development of the ascidian, Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 39 1997 199-203

著者名 論文標題
Bates, W. R., and Nishida, H. Developmental roles of nuclear complex factors released during oocyte maturation in the ascidians Halocynthia roretzi and Boltenia villosa.
雑誌名 発行年 ページ
Zool. Sci. 15 1998 69-76

著者名 論文標題
Kumano, G., and Nishida, H. Maternal and zygotic expression of the endoderm-specific alkaline phosphatas gene in embryos of the ascidian, Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 198 1998 245-252

著者名 論文標題
Oka, T., Amikura, R., Kobayashi, S., and Nishida, H. Localization of mitochondrial large ribosomal RNA in myoplasm of the early ascidian embryos.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 41 1998 1-8

著者名 論文標題
Chiba, S., Satou, Y., Nishikata, T., and Satoh, N. Isolation and characterization of cDNA clones for epidermis-specific, and muscle-specific genes in Ciona savignyi embryos.
雑誌名 発行年 ページ
Zool. Sci. 15 1998 239-246

著者名 論文標題
Nishida, H., and Sawada, K. macho-1 encodes localized mRNA in ascidian eggs that specifies muscle fate during embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Nature 409 2001 724-729

著者名 論文標題
Nakatani, Y., Yasuo, H., Satoh, N., and Nishida, H. Basic fibroblast growth factor induces notochord formation and the expression of As-T, a brachyury homolog, during ascidian embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Development 122 1996 2023-2031

著者名 論文標題
Kawaminami, S., and Nishida, H. Induction of trunk lateral cells, the blood cell precursors, during ascidian embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 81 1997 14-20

著者名 論文標題
Nakatani Y., and Nishida, H. Ras is an essential component for notochord formation during ascidian embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dev. 68 1997 81-89

著者名 論文標題
Kim, G. J., and Nishida, H. Monoclonal antibodies against differentiating mesenchyme cells in larvae of the ascidian, Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Zool. Sci. 15 1998 553-559

著者名 論文標題
Nakatani, Y., and Nishida, H. Duration of competence and inducing capacity of blastomeres in notochord induction during ascidian embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 41 1999 449-453

著者名 論文標題
Kim, G. J., and Nishida, H. Suppression of muscle fate by cellular interaction is required for mesenchyme formation during ascidian embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 214 1999 9-22

著者名 論文標題
Wada, S., Katsuyama, Y., and Saiga, H. Anterior-posterior patterning of the epidermis by inductive influences from the vegetal hemisphere cells in the ascidian embryo.
雑誌名 発行年 ページ
Development 126 1999 4955-4963

著者名 論文標題
Kim, G. J., Yamada, A., and Nishida, H. An FGF signal from endoderm and localized factors in the posterior-vegetal egg cytoplasm pattern the mesodermal tissues in the ascidian embryo.
雑誌名 発行年 ページ
Development 127 2000 2853-2862

著者名 論文標題
Kamei, S., Yajima, I., Yamamoto, H., Kobayashi, A., Makabe, K. W., Yamazaki, H., Hayashi, S. I., and Kunisada, T. Characterization of a novel member of the FGFR family, HrFGFR, in Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Biochem Biophys Res Commun. 275 2000 503-508

著者名 論文標題
Minokawa, T., Yagi, K., Makabe, K. W., and Nishida, H. Binary specification of nerve cord and notochord cell fates in ascidian embryos.
雑誌名 発行年 ページ
Development   2001 印刷中

著者名 論文標題
Kim, G. J., and Nishida, H. Role of FGF and MEK signaling pathway in the ascidian embryo
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ.   2001 印刷中

著者名 論文標題
Darras, S., and Nishida, H. The BMP signaling pathway is required together with the FGF pathway for notochord induction in the ascidian embryo.
雑誌名 発行年 ページ
Development   2001 印刷中

著者名 論文標題
Darras, S., and Nishida, H. The BMP/CHORDIN antagonism controls sensory pigment cell specification and differentiation in the ascidian embryo
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol.   2001 印刷中

著者名 論文標題
Sasakura, Y., Ogasawara, M., and Makabe, K. W. HrWnt-5: a maternally expressed ascidian Wnt gene with posterior localization in early embryos.
雑誌名 発行年 ページ
Int. J. Dev. Biol. 42 1998 573-580

著者名 論文標題
Sasakura, Y., Ogasawara, M., and Makabe, K. W.. Maternally localized RNA encoding a serine/threonine prote in kinase in the ascidian, Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dve. 76 1998 161-163

著者名 論文標題
Kobayashi, A., Sasakura, Y., Ogasawara, M., and Makabe K. W. A maternal RNA encoding smad1/5 is segregated to the animal blastomeres during ascidian development.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 41 1999 419-427

著者名 論文標題
Sasakura, Y., and Makabe, K. W. Ascidian Wnt-7 gene is expressed exclusively in the tail neural tube of tailbud embryos.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 210 2000 641-643

著者名 論文標題
Kawashima, T., Kawashima, S., Kanehisa, M., Nishida, H., and Makabe, K. W. MAGEST: MAboya Gene Expression patterns and Sequence Tags.
雑誌名 発行年 ページ
Nuc. Acids Res. 28 2000 133-135

著者名 論文標題
Ogasawara, M., Minokawa, T., Sasakura, Y., Nishida, H., and Makabe, K. W. A large-scale whole-mount in situ hybridization system: rapid one-tube preparation of DIG-labeled RNA probes and high throughput hybridization using 96-well silent screen plates
雑誌名 発行年 ページ
Zool. Sci. 18 2001 187-193

著者名 論文標題
Yagi, K., and Makabe, K. W. Isolation of an early neural maker gene abundantly expressed in the nervous system of the ascidian, Halocynthia roretzi.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 211 2001 49-53

著者名 論文標題
Makabe, K. W. et al. Large-scale cDNA analysis of the maternal genetic information in the egg of the ascidian Halocynthia roretzi, for the gene expression catalog during development
雑誌名 発行年 ページ
Development   2001 印刷中

著者名 論文標題
Hibino, T., Nishikata T., and Nishida, H. Centrosome-attracting body: A novel structure closely related to unequal cleavages in the ascidian embryo.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 40 1998 85-95

著者名 論文標題
Nishikata, T., Hibino, T., and Nishida, H. The centrosome-attracting body, microtubule system, and posterior egg cytoplasm are involved in positioning of cleavage planes in the ascidian embryos
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 209 1999 72-85

著者名 論文標題
Iseto T., and Nishida, H. Ultrastructual studies on the centrosome-attracting body: Specific electron-dense matrix and implications of it's role in unequal cleavage
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 41 1999 601-609

著者名 論文標題
Nishikata, T., and Wada, M. Molecular characterization of myoplasmin-Cl: a cytoskeletal component localized in the myoplasm of ascidian eggs.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 206 1996 72-79

著者名 論文標題
Wada, M. R., Ohtani Y., Shibata, Y., Tanaka, K. J., Tanimoto, N., and Nishikata, T. An alternatively spliced gene encoding a Y-box protein showing maternal expression and tissue-specific zygotic expression in the ascidian embryos.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 40 1998 631-640

著者名 論文標題
Chiba, S., Miki, Y., Ashida, K., Wada, M. R., Tanaka, K. J., Nakamori, R., and Nishikata, T. Interactions between cytoskeletal components during ooplasmic segregation in the myoplasm of ascidian eggs.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 41 1999 265-272

著者名 論文標題
Kawashima, T., Murakami, A. R., Ogasawara, M., Tanaka, K. J., Isoda, R., Sasakura, Y., Nishikata, T., Okano, H., and Makabe, K. W. Expression patterns of musashi homologus of the ascidians, Halocynthia roretzi and Ciona intestinalis.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 210 2000 162-165

著者名 論文標題
Tanaka, K. J., Kawamura, H., Matsugu, H., and Nishikata, T. An ascidian glycine-rich RNA-binding protein is not induced by temperature-stress but is expressed under a genetic program during embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Gene 243 2000 207-214

著者名 論文標題
Tanaka, K. J., Kawamura, H., and Nishikata, T. The transcript coding for an RNA-binding protein is localized in the anterior side of the ascidian 2-cell stage embryo.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 210 2000 464-466

著者名 論文標題
Sasakura, Y., Ogasawara, M., and Makabe, K. W. Two pathways of maternal RNA localization at the posterior-vegetal cytoplasm in early ascidian embryos.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 220 2000 365-378

著者名 論文標題
Wada, S., and Saiga, H. Cloning and embryonic expression of Hrsna, a snail family gene of the ascidian Halocynthia roretzi: implication in the origins of mechanisms of mesoderm specification and body axis formation in chordates.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 41 1999 9-18

著者名 論文標題
Wada, S., and Saiga, H. Vegetal cell fate specification and anterior neuroectoderm formation by Hroth, the ascidian homologue of orthodenticle/otx.
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dev. 82 1999 67-77

著者名 論文標題
Katsuyama, Y., Sato, Y., Wada, S. and Saiga, H. Ascidian tail formation requires caudal function
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 213 1999 257-268

著者名 論文標題
Sasakura, Y., and Makabe, K. W. A gene encoding a new ONECUT class homeodomain protein in the ascidian Halocynthia roretzi functions in the differentiation and specification of neural cells in ascidian embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dev.   2001 印刷中

著者名 論文標題
Tanaka, J. K., Chiba, S., and Nishikata, T. Two distinct cell types identified in the asidian notochord
雑誌名 発行年 ページ
Zool. Sci. 13 1996 725-730

著者名 論文標題
Hori, S., Saitoh, T., Matsumoto, M., Makabe, K. W., and Nishida, H. A Notch homologue from Halocynthia roretzi is preferentially expressed in the central nervous system during ascidian embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 207 1997 371-380

著者名 論文標題
Hirano T., and Nishida, H. Developmental fates of larval tissues after metamorphosis in ascidian, Halocynthia roretzi. I. Origin of mesodermal tissues of the juvenile.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 192 1997 199-210

著者名 論文標題
Takahashi, H., Ishida, K., Makabe, K. W., and Satoh, N. Isolation of cDNA clones for genes that are expressed in the tail region of the ascidian tailbud embryo.
雑誌名 発行年 ページ
Int. J. Dev. Biol. 41 1997 691-698

著者名 論文標題
Takamura, K. Nervous network in larvae of the ascidian Ciona intestinalis.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 208 1998 1-8

著者名 論文標題
Takamura, K. What are the ascidian test cells? Some suggestions for their origin and functions
雑誌名 発行年 ページ
Zygote 6 1998 S75-S76

著者名 論文標題
Katsuyama, Y., and Saiga, H. Retinoic acid affects patterning along the anterior-posterior axis of the ascidian embryo.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 40 1998 413-422

著者名 論文標題
Yamada, A., and Nishida, H. Distinct parameters are involved in controlling the round of cell division in each tissue during ascidian embryogenesis.
雑誌名 発行年 ページ
J. Exp. Zool. 284 1999 379-391

著者名 論文標題
Wada, M. R., Murakami, A. R., Kawamura, H., Nakamori, R., Tanaka, K. J., Nakayama, H., and Nishikata, T. The expression of the protochordate homologue of the proteasome regulatory subunit Rpn12 is transcriptionally, and post-translationally regulated during cleavage stage.
雑誌名 発行年 ページ
Zool. Sci. 16 1999 125-129

著者名 論文標題
Hirano, T., and Nishida, H. Developmental fates of larval tissues after metamorphosis in the ascidian, Halocynthia roretzi. II. Origin of endodermal tissues of the juvenile.
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genes Evol. 210 2000 55-63

著者名 論文標題
Kobayashi, K., and Nishida, H. Nuclear plasticity and timing mechanisms of the initiation of alkaline phosphatase expression in cytoplasm-transferred blastomeres of ascidians
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol.   2001 印刷中

[図書]
著者名 出版者
西田宏記 他(共著) 講談社サイエンティフィク
書名 発行年 総ページ数
英語論文セミナー 現代の発生生物学 1996 168

著者名 出版者
西田宏記 他(共著) 吉岡書店
書名 発行年 総ページ数
知覚のセンサー 生物の巧みなシグナルのやりとり 1997 127

著者名 出版者
真壁和裕 (単著) 秀潤社
書名 発行年 総ページ数
バイオ実験イラストレイテッド4 苦労なしのクローニング 1997 208

著者名 出版者
西方敬人 (単著) 秀潤社
書名 発行年 総ページ数
バイオ実験イラストレイテッド5 タンパクなんてこわくない 1997 204

著者名 出版者
西田宏記、真壁和裕、西駕秀俊 他(共著) 東京大学出版会
書名 発行年 総ページ数
ホヤの生物学 1998 258

著者名 出版者
西田宏記 他 (共著) 東京化学同人
書名 発行年 総ページ数
動物の体つくりの謎を解く 2001 印刷中


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