生物形態形成の多様性と普遍性
著者
小椋 利彦
<はしがき>
ここ数年間に-エやヒトのゲノムが解読され､容易にゲノムデータにア
クセスすることが可能となった｡また､ゲノムプロジェクトは他の生物
にまで拡大し､主要な生物のゲノム情報が利用可能となる｡一方､近年
の発生生物学の展開によって､ハエからヒトに至る多様な生物の発生が
普遍的な原理の上に成り立っていることがわかった｡今後､ -エのゲノ
ム情報からヒト遺伝子を単離するという試みや種々のゲノム情報を用い
た包括的なアプローチが可能となり､ゲノム創薬等の試みも目立ってき
ている｡この手法によってHedgehog(Hh)のような重要な働きを担う遺
伝子が単離され､多様な動物の組織でkey molecule として働くことが
わかった｡同時に､転写因子､成長因子等のKeymoleculeは､発生のさ
まざまな局面で機能を発揮することもわかってきた｡Hh を例に挙げれば､
このシグナル分子は肢芽の前後軸の決定､中枢神経系の神経分化など､
複数の器官形成に関与しており､ハエとヒトで基本的に相同である｡こ
のことは､普遍的な key molecule の理解は発生のひとつの局面のみの
解析で得られるものではなく､システムとしての生物の発生を総合的に
理解することによって得られることを示唆している｡
ヒトはハエの数倍の数の遺伝子で複雑な生体構造を作り上げてきた｡
これは､普遍的な key molecule をいかに効率よく機能させるかに依っ
ている｡そしてまた申請者の研究から､この key molecule の操作で上
肢と下肢の形態が逆転したり､小脳の再構築が起こるなど劇的な変化が
起こることがわかってきた｡したがって､組織工学的､再生医学的な応
用を視野に入れた研究も可能となっており､その必要性も高まっている｡
本研究はこのような観点に立脚し､利用可能なゲノム情報をもとに､
-エと脊椎動物で高度に保存された遺伝子を網羅的に単離し､普遍的な
発生プログラムの全貌を解明することを目的として行なわれた｡本研究
では､発生生物学､進化論､再生医学､分子生物学といった多彩な分野
にまたがる包括的な理解と洞察を得ることも目的とし､さまざまな細胞
の分化制御と組織･臓器形成の分子制御､有用なシグナル分子の発見を
目標とした｡
平成14年度-平成17年度
学術創成研究費(14GSO319)
研究課題名:生物形態形成の多様性と普遍性
-common and diverse mechanisms of pattern formation of
animals-研究組織
研究代表者 小椋 利彦
(Toshihiko Ogura)所属機関･職:東北大学加齢医学研究所･教授
現在の領域:分子生物学･発生生物学
役割分担 :研究全般の管理･統括
交付決定額(配分額)
(金額単位:円)年度
ﾉ
ｨﾆ
N
間接経費 俘xﾇb
平成14年度 鉄bﾃc ﾃ 16,980,000 都2ﾃS ﾃ 平成15年度 鼎Rﾃ ﾃ 13,740,000 鉄津SC ﾃ 平成16年度 鼎RﾃC ﾃ 13,620,000 鉄津 # ﾃ 平成17年度 鼎Rﾃs ﾃ 13,710,000 鉄津C ﾃ 平成18年度 鼎bﾃ ﾃ 13,830,000 鉄津 ﾃ 総計 3津c ﾃ 71,880,000 ﾃC ﾃ研究発表
1, Csrpl regulates dynamic cell movements of the mesendoderm and cardiac mesoderm through interactions with Dishevelled and Diversin.
Rota Y. Miyasaka, Yasuyuki S. Kida, Takayuki Sato, Marl Minami, and Toshihiko Ogura
Pro.Natl.Acad. S°i. (2007)
2, Daam卜mediated non-canonical Wnt signaling regulates the endocytosis of EphB,
the event that triggers the convergent extension movement of zebra fish notochord. Y. S. Kida, T. Sato, K. Y. Miyasaka, T. Okada and T. Ogura
Pro.Natl.Acad. S°i. (2007)
3, Transdifferentiation of the retinal pigment epithelia to the neural retina by transfer of the Pax6 transcriptional factor.
Azuma N, Tadokoro K, Asaka A, Yamada M, Yamaguchi Y, Handa H, Matsushima S, Watanabe T, Kida Y, Ogura T, Shimamura K, Nakafuku M.
Hum MoI Genet. 14, 1059-1068 (2005)
4, The Pax6 isoform bearing an alternative spliced exon promotes the development of the neural retinal structure.
Azuma N, Tadokoro K, Asaka A, Yamada M, Yamaguchi Y, Handa H, Matsushima S, Watanabe T, Kohsaka S, Kida Y, Shiraishi T, Ogura T, Shimamura K, Nakafuku M.
Hum MoI Genet. 14, 735-745 (2005)
5, Identification of chick and mouse Daaml and Daam2 genes and their expression patterns in the central nervous system.
Yasuyuki Kida, Tomoki Shiraishi and Toshihiko Ogura Developmental Brain Research 153, 143-150 (2004)
6, Chick Dachl interacts with Smadl and mSin3A to control AER formation and limb
development along the proximaトdistal axis.
Yasuyuki Kida, Tomoki Shiraishi, Takayuki Suzuki, Toshihiko Ogura Development 131, 4179-4187 (2004)
7, Vertebrate Crossvel'nless 2 is secreted and acts as a modulator of the BMP
signaling cascade.
Mika Kamimura, Ken Matsumoto, Kazuko Koshiba-Takeuchi and Toshihiko Ogura
Developmental Dynamics 230, 434-445 (2004)
8, Tbx genes specify posterior digit identity through Shh and BMP signaling. Takayuki Suzukl, Jun Takeuchi, Kazuko Koshiba-Takeuchi, and Toshihiko Ogura Developmental Cell 6, 43-53 (2004)
9, The Zroquol･s prepattern gene Irx2 induces the complete transformation of tectum to cerebellum.
Ken Matsumoto, Shigeki Nishihara, Mika Kamimura, Takao Otoguro, Masayuki Uehara, yukiko Maeda, Keiko Ogura, Andrew Lumsden, and Toshihiko Ogura
Nature Neuroscience 7, 605-612, 2004･
10, The canonical Wnt pathway directly regulates NRSF/REST expression in chick
spinal cord.
shigeki Nishihara, Leo Tsuda and Toshihiko Ogura
Biocheminal and Biophysical Research Comunications 311, 55-63 (2003)
ll, Tbx5specifies the left/right ventricles and ventricular septum position during
cardiogenesis.Jun K. Takeuchi, Kazuko Koshiba-Takeuchi, Makoto Ohgi, Hidetaka Shlratori, Ichiro sakaki, Keiko Ogura, Yukio Saijoh, Toshihiko Ogura
Development 130, 5953-5964 (2003)
12,Tbx5 and Tbx4 trigger limb initiation through activation of the WNT/FGF signaling cascade.
Jun K. Takeuchi, Kazuko Koshiba-Takeuchi , Takayuki Suzuki , Mika Kamimura , Kelko Ogura and Toshihiko Ogura
Development 130,2729-2739 (2003)
13, Toshihiko Ogura
zn vl･vo electroporation:a new frontier for gene delivery and embryology･
Differentiation 70, 163-171 (2002)
14, Inhibition of Nodal signaling by Lefty mediated through interaction with c0-0n
receptors and efficient diffusion･
Rui Sakuma, Yu-ichiro Ohnishi, Chikara Memo, Hideta Fujii, Hou Juan, Jun Takeuchi, Toshihiko Ogura, En Li, Kohei Mlyazono and Hiroshi Hamada･
Genes t｡ Cells 7, 401-412 (2002)
15, Early Subdivisions in the Neural Plate Define Distinct Competence for lnductive Signals.
Daisuke Kobayashi, Makoto Kobayashi, Ken Matsumoto, Toshihiko Ogura, Masato Nakafuku and Kenji Shimamura
1)学会特別講演(特別講演､基調講演､教育講演等)
2006年･小椋利彦:宮城県小児科医会学術講演会(2006年5月18日)
･小椋利彦:東北北海道小児科連合総会 教育講演 (2006年11月18日)
2)シンポジウム講演
2006年･小椋 利彦:遺伝研ワークショップ
Physical forces generated by cells and sensed by cells. (2007年3月15､ 16日)
･小椋 利彦:熊本大学coEシンポジウム(2006年11月14日)
3) 口頭発表
2003年･木田 泰之､小椋 利彦､ Dachshund遺伝子のBMPアンタゴニズムと遠近軸形成､
第36回日本発生生物学会､ 6月/2003
･鈴木 孝幸､竹内 純､小柴 和子､小椋 利彦､ Tbx2/3は後側の指の個性を決定する
第36回日本発生生物学会 6月/2003
･木田 泰之､小椋 利彦､ AERの形成､
維持と遠近軸形成におけるDachshund遺伝子の機能解析､
第25回日本分子生物学会､口頭発表シンポジウムS3B､ 12月/2003
2006年･日本発生生物学会 第39回大会 (2006年6月1日-3日)
｢ゼブラフィッシュ原腸陥人において､ Daamlを介する
Non-canonical WntシグナルはEph受容体のエンドサイト-シスを制御する｣
木田 泰之､佐藤 隆行､宮坂 恒太､岡田 知之､小椋 利彦
･日本発生生物学会 第39回大会 (2006年6月1日-3日)
｢ニワトリの肢芽形成におけるTbx5とBMPシグナルの関係｣
宮坂恒太､木田泰之､小椋利彦
2007年･日本発生生物学会 第40回大会(2007年5月28日-30日)福岡
｢心拍による力学的負荷は心臓発生に必要な因子である
-Mechano- transduction generated by heart beating is an essential epigenetic factor
･日本発生生物学会 第40回大会(2007年5月28日-30日)福岡
rUnique SMADl/5/8 activity downstream of BMPRIB at the phalanx forming region(PRF) determines digit identity･ ｣ Takayuki Suzuki, john F･Fallon
4｣ポスター発表_
2002年
･木田 泰之､小椋利彦､ BMPシグナルにおけるDachshund遺伝子の役割､第35回日本発
生生物学会､ 5月/2002
･鈴木 孝幸､竹内 純､小柴 和子､小椋 利彦､
指の個性の決定とTbx遺伝子群､日本発生生物学会第3 5回大会 5月/2002
･ Takayuki Suzuki, Jun Takeuchi, Kazuko Koshiba-Takeuchi and Toshihiko Ogura､
Tbx genes regulate digit identities of limb bud･､第25回日本分子生物学会､ 12
月/2002 司｢｣11-一t81,･rrユ一｢/-p】IJTl"I..L･i.i一一｢.1.Ttq･.m.X･.∼'..'T'JJl 2003年
･木田 泰之､小椋利彦､ AERの形成､維持と遠近軸形成におけるDachshund遺伝子の機能
解析 第25回日本分子生物学会､ 12月/2003
･白石 智樹､木田 泰之､小椋利彦､マウス大脳皮質の発生過程におけるstbm遺伝子の
役割 第25回日本分子生物学会､神戸12月/2003
･ Takayuki Suzuki, ユun Takeuchi, Kazuko Koshiba-Takeuchi and Toshihiko Ogura
Tbx genes specify posterior digit identities through Shh and BMP signaling･
第26回日本分子生物学会12月/2003
2004年･木田 泰之､小椋利彦､平面内細胞極性関連遺伝子群の中枢神経系における発現解析､
第27回日本神経科学会､ 9月/2004
･佐藤隆行､木田 泰之､小椋利彦･新規PCP関連因子CERP2の機能解析･第27回日本
分子生物学会､ 12月/2004
2005年･木田 泰之､佐藤 隆行､小椋利彦･ Non-canonical WntシグナルはEph依存的なエン
ドサイト-シスによりゼブラフィッシュ原腸陥人を制御している･第11回 小型魚類研究
会､ 10月/2005･佐藤 隆行､木田 泰之､小椋利彦･ Crip2はゼブラフィッシュ原腸陥人を制御する･
第11回 小型魚類研究会､ 10月/2005
･木田 泰之､佐藤 隆行､中谷 雅明､ Teryy, Yamaguchi､小椋 利彦.
N｡n-｡anonicalWntシグナルはEph依存的なエンドサイト-シスによりゼブラフィッシュ
原腸陥人を制御している.第28回日本分子生物学会､ 12月/2005
･宮坂 恒太､佐藤 隆行､木田 泰之､小椋 利彦､ゼブラフィッシュ腔におけるLIM
蛋白Csrplの機能解析.第28回日本分子生物学会､ 12月/2005
2006年･日本発生生物学会 第39回大会 (2006年6月1日-3日)
｢ゼブラフィッシュ胚発生におけるNotch関連因子strawberry notch lの機能解析｣尾身実､佐藤隆行､木田泰之､小椋利彦
･日本発生生物学会 第39回大会 (2006年6月1日-3日)
｢ゼブラフィッシュ胆の心臓形態形成におけるMyocardinファミリー遺伝子の機能解析｣
柿崎周平､木田泰之､小椋利彦
･日本分子生物学会2006フォーラム (2006年12月6日-8日)
｢ゼブラフィッシュ膳におけるLIM蛋白Csrplの機能解析｣宮坂恒太､木田泰之､小椋利彦
･日本分子生物学会2006フォーラム (2006年12月6日-8日)
｢ゼブラフィッシュ原腸陥人におけるT-box転写因子no tail / Brachyuryの新規標的遺
伝子Crip2はnon-canonical Wnt/JNKシグナルを誘導し､ canonical Wntシグナルを抑制す
る｣木田 泰之､佐藤 隆行､宮坂 恒太､須藤 麻美､南 真理､東海林 亙､小椋 利彦
2007年･日本発生生物学会 第40回大会(2007年5月28日-30日)福岡
｢ゼブラフィッシュにおける内肺葉特異的な細胞移動｣
宮坂 恒太､木田 泰之､小椋 利彦
･日本発生生物学会 第40回大会(2007年5月28日-30日)福岡
｢ゼブラフィッシュ腔の心臓形態形成におけるTbx5,MRTトBの協調的･相乗的作用｣
柿崎 周平､木田 泰之､須藤 麻美､小椋 恵子､小椋 利彦
･日本発生生物学会 第40回大会(2007年5月28日-30日)福岡
｢crip2はカノニカルWnt/β カテニンシグナルを抑制し､ノンカノニカルWntシグナ
ルを誘導する｣木田 泰之､小椋 恵子､佐藤 隆之､宮坂 恒太､須藤 麻美､南 真理､
東海林 互､小椋 利彦
シンポジウム講演
2006年･小椋利彦: santa cruz conference on Developmental Biology
(招待講演 2006年8月3日-7日)
･小椋利彦: International Conference Limb Development and Regeneration
(2006年7月24日-28日)
ポスター発表
2002年
･ Takayuki Suzuki, Jun Takeuchi, Kazuko Koshiba-Takeuchi and Toshihiko Ogura
Tbx genes and the digit identity.61st SDB Annual Meeting Madison (USA) July/2002
2003年
･ Takayuki Suzuki, Jun Takeuchi, Kazuko Koshiba-Takeuchi and Toshihiko Ogura
Tbx genes specify posterior digit identities of limb bud.62nd SDB Annual Meeting Boston (USA) July/2003
･ Kida Y. and Ogura, T. Dachl is a novel nuclear BMP antagonist required for AER
maintenance and transcriptional repression of Meis2 during proximodistal axis formation
of limb bud SDB 62th, in Boston, UAS, Åug/2003.
2004年
･ Takayuki Suzuki, ユun Takeuchi, Kazuko Koshiba-Takeuchi and Toshihiko Ogura
Tbx genes specify posterior digit identity through Shh and BMP signaling. KEYSTONE SYMPOSIA "Organogenesis" santa Fe (USA) Feb/2004
･Kida Y. and Ogura, T. The planar cell polarity (PCP)てelated genes are expressed in the CNS. ISDN 15th, in Scotland, UK, Åug/2004
2005年
･ KidaY. Sato, T. and Ogura, T. Novel Dv12 1nteractingproteinCrip2 regulates notochord
cell intercalation of zebra fish embryo. SDB 64th, in San Francisco, USA, Åug/2005.
･ Kida Y. Sato, T. and Ogura, T. Non-canonical Wnt signaling regulates Eph-dependent
endocytosis during gastrulation movement of zebra fish embryos. ISDB 15th, in Sydney,
･Omi, M., Sato, T., Kida, Y., Ogura, T.
Function of Strawberry notch 1, a Notch signaling related gene, in early development
of zebra fish. 15th International Society of Developmental Biologists Congress 2005
Sydney, Australia SEP/2005
･ 20th lnternational Congress of Biochemistry and Molecular Biology (2006年6月18日-23日)
｢The interaction of Tbx5 and BMP signaling during chick limb bud formation｣宮坂
恒太､木田泰之､小椋利彦
･ 20th International Congress of Biochemistry and Molecular Biology (2006年6月18日-23日)
｢A functional analysis of Myocardln family genes during heart morphogenesis in
zebrafish｣柿崎周平､木田泰之､宮坂恒太
･ 9th International Conference on Limb Development and Regeneration(2006年7月 24
日-28日)
｢The interaction of Tbx5 and BMP signaling during chick limb bud formation｣宮坂
恒太､木田泰之､小椋利彦
2007年
･ 2007 Keystone symposia ･Cardiac development and disease (2007年1月22日-27日)
｢crip2/HIP has dual functions in the cytoplasm and nucleus, induce non-canonical Wnt signaling｣
木田泰之､佐藤隆之､宮坂恒太､須藤麻美､南真理､小椋利彦
･ 2007 Keystone symposia ･Cardiac development and disease (2007年1月22日-27日)
｢Knock-down of Csrpl gene cause cardiac bifida in zebrafish｣宮坂恒太､木田泰之､
小椋利彦
･ 2007 Keystone symposia ･Cardiac development and disease (2007年1月22日-27日)
｢Molecular Pathways in Cardiac Development and Disease｣柿崎周平､木田泰之､小椋利彦
･ 2007Frist Pan American Congress in Developmental Biology (June 16-20, 2007)cuncun, Mexico
SDB 66th Annual meeting, SMBD 8th Annual Meeting , LASDB 3rd International Meeting ｢C0-Operative and synergistic actions of Tbx5 and MRTF-B in zebra fish cardiogenesisJ S. Kakizaki, Y. Kida, K. Ogura, T. Ogura
･ 2007Frist Pan American Congress in Developmental Biology
(June 16-20, 2007)cuncun, Mexico
SDB 66th Annual meeting, SMBD 8th Annual Meeting , LASDB 3rd International Meeting ｢Crip2 has dual functions in the cytoplasm and nucleus, induces non-canonical Wnt
signaling during convergent extension movement in zebra fish notochord J
Y. S. Kida,T. Sato,A. Suto,K. Y.Miyasaka,M.Minami, Wshoji, T. Ogura
･ WNT 2007 In La Jolla June 21-23,2007 University of California,San Diego
｢Dual functions of Crip2 1n the Wnt cascades and the convergent extension of the
zebra fish notochord. ｣ Yasuyuki S. Kida, Takayuki Sato,Asami Suto, Kota Y.Miyasaka,Mari Minami, Wataru Shoji, and Toshihiko Ogura
･ WNT 2007 In La Jolla June 21-23,2007 University of California,San Diego
｢Transcriptional activation by Tbx5 is controlled by the non-canonical Wnt cascade and mechanical stresses. ｣ Keiko Ogura, Shuhei kakizaki,Asami Suto, Yasuyuki S. Kida and
Toshihiko Ogura.
