ゲノムネットワークプロジェクト

個別生命機能の解析
研究課題 2時間を刻む生物時計に関わる遺伝子群の網羅的解析
研究期間 平成16年度-20年度
研究課題代表者 影山 龍一郎
所属機関 京都大学 ウイルス研究所
研究目的 発生過程の進行を制御する生物時計の実体は長らく不明であった。研究課題代表者はbHLH型転写抑制因子Hes1やHes7が胎児組織において2時間を刻む生物時計として機能することを明らかにした。本研究では、2時間時計に関わる遺伝子ネットワークの全体像を明らかにする。
研究概要 2時間周期で発現変動(オシレーション)する遺伝子群をマイクロアレーによって網羅的に探索するとともに、同定されたオシレーション分子の発現動態をリアルタイムで観察し、さらにその機能を明らかにする。
研究成果 体節形成過程において、FgfシグナルとNotchシグナルが協調してHes7の発現オシレーションを制御し、逆にHes7オシレーションはFgfシグナルとNotchシグナルの発現オシレーションを同期させて安定なリズムを刻むことがわかった。一方、神経前駆細胞では、Hes1オシレーションがプロニューラル遺伝子Neurogenin2やNotchリガンドDeltalike1の発現オシレーションを誘導し、この発現オシレーションは神経前駆細胞の増殖と分化に重要な役割を担うことが明らかになった。なお、本成果は Developmental Cell誌、Neuron誌、PNAS誌等に掲載されるとともに、Neuron誌の表紙や featured topic にも取り上げられた。
データ種別 Expression Microarray data(Affymetrix)
対象生物 マウス
組織・細胞株 C2H10T1/2, PSM, neural progenitor
対象遺伝子 Hes1 ,Hes7 ,Neurogenin2 ,Deltalike1 ,Stat3 ,Socs3 ,Smad1 ,Smad6 ,Dusp4 ,ERK
実験情報 serum刺激0〜4.5h, Hes7 knockdown, Hes7 misexpression, wild type, Hes1 overexpression
産出データ
(ダウンロード)

全産出データのダウンロード(FTP)
・マイクロアレイ法によるHes1の標的遺伝子の探索 (Micro array analysis for the target genes of Hes1)に関するデータ
・マイクロアレイ法によるHes7の標的遺伝子の探索 (Microarray analysis for target genes of Hes7 repression)に関するデータ
・マイクロアレイ法による血清刺激後の遺伝子発現のプロファイリング (Temporal gene expression profiling after serum stimulation)に関するデータ
XMLデータ XMLフォーマットデータ
研究論文・特許出願・
学術発表など
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PATENT ID: 287
APPLICANT: 国立大学法人京都大学
APPLICATION DATE: 2009-07-16
APPLICATION NUMBER: 特願2009−168045
KOKAI DATE:
KOKAI NUMBER:
TITLE: 多能性幹細胞からの神経細胞の分化誘導方法
STATUS: Filed
AUTHOR NAME: 影山龍一郎、小林妙子
AUTHOR AFFILIATION: 京都大学ウイルス研究所

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PUBLICATION ID:281
PUBLICATION TYPE: journal
PUBLICATION NAME: Proc. Natl. Acad. Sci. USA
ARTICLE TITLE: Real-time imaging of the somite segmentation clock: revelation of unstable oscillators in the individual presomitic mesoderm cells
SUBMIT DATE:
ACCEPT DATE:
PUBLICATION DATE: 2006-01-05
TITLE: Real-time imaging of the somite segmentation clock: revelation of unstable oscillators in the individual presomitic mesoderm cells
STATUS: Published
AUTHOR NAME: Yoshito Masamizu1, Toshiyuki Ohtsuka1, Yoshiki Takashima1, Hiroki Nagahara2, Yoshiko Takenaka2, Kenichi Yoshikawa2, Hitoshi Okamura3, and Ryoichiro Kageyama1
AUTHOR AFFILIATION: 1Institute for Virus Research, Kyoto University; 2Department of Physics, Kyoto University Graduate School of Science; 3Department of Brain Sciences, Kobe University Graduate School of Medicine

------------------------------ PUBLICATION ------------------------------
PUBLICATION ID:689
PUBLICATION TYPE: journal
PUBLICATION NAME: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
ARTICLE TITLE: Ultradian oscillations of Stat, Smad and Hes1 expression in response to serum
SUBMIT DATE:
ACCEPT DATE:
PUBLICATION DATE: 2007-06-25
TITLE: Ultradian oscillations of Stat, Smad and Hes1 expression in response to serum
STATUS: Published
AUTHOR NAME: Shigeki Yoshiura (1,2,3), Toshiyuki Ohtsuka (1,3), Yoshiko Takenaka (4,5), Hiroki Nagahara (4,5), Kenichi Yoshikawa (4,5) and Ryoichiro Kageyama (1,3)
AUTHOR AFFILIATION: 1: Institute for Virus Research, Kyoto University 2: Kyoto University Graduate School of Biostudies 3: Japan Science and Technology Agency, Core Research for Evolutional Science and Technology 4: Department of Physics, Kyoto University Graduate School of Science 5: Japan Science and Technology Agency, Core Research for Evolutional Science and Technology

------------------------------ PUBLICATION ------------------------------
PUBLICATION ID:692
PUBLICATION TYPE: journal
PUBLICATION NAME: Developmental Cell
ARTICLE TITLE: The initiation and propagation of Hes7 oscillation are cooperatively regulated by Fgf and Notch signaling in the somite segmentation clock
SUBMIT DATE:
ACCEPT DATE:
PUBLICATION DATE: 2007-08-07
TITLE: The initiation and propagation of Hes7 oscillation are cooperatively regulated by Fgf and Notch signaling in the somite segmentation clock
STATUS: Published
AUTHOR NAME: Yasutaka Niwa(1,2), Yoshito Masamizu(1,2), Tianxiao Liu(1), Rika Nakayama(3), Chu-Xia Deng(4) and Ryoichiro Kageyama(1,2)
AUTHOR AFFILIATION: (1)Institute for Virus Research, Kyoto University, Kyoto 606-8507, Japan; (2)Japan Science and Technology Agency, CREST, Kyoto 606-8507, Japan; (3)Center for Developmental Biology(CDB), RIKEN Kobe, Kobe 650-0047, Japan; (4)Genetics of Development and Disease Branch, National Institute of Health, Bethesda, Maryland 20892, USA

------------------------------ PUBLICATION ------------------------------
PUBLICATION ID:1272
PUBLICATION TYPE: journal
PUBLICATION NAME: Neuron
ARTICLE TITLE: Oscillations in Notch signaling regulate maintenance of neural progenitors
SUBMIT DATE:
ACCEPT DATE:
PUBLICATION DATE: 2008-04-10
TITLE: Oscillations in Notch signaling regulate maintenance of neural progenitors
STATUS: Published
AUTHOR NAME: Hiromi Shimojo, Toshiyuki Ohtsuka, and Ryoichiro Kageyama
AUTHOR AFFILIATION: Institute for Virus Research, Kyoto University

------------------------------ PUBLICATION ------------------------------
PUBLICATION ID:1630
PUBLICATION TYPE: journal
PUBLICATION NAME: Dev. Dyn.
ARTICLE TITLE: Oscillator mechanism of Notch pathway in the segmentation clock.
SUBMIT DATE:
ACCEPT DATE:
PUBLICATION DATE: 2007-05-15
TITLE: Oscillator mechanism of Notch pathway in the segmentation clock.
STATUS: Published
AUTHOR NAME: Kageyama R, Masamizu Y, and Niwa Y.
AUTHOR AFFILIATION: Institute for Virus Research, Kyoto University

------------------------------ PUBLICATION ------------------------------
PUBLICATION ID:1631
PUBLICATION TYPE: journal
PUBLICATION NAME: Cold Spring Hrab Symp Quant Biol.
ARTICLE TITLE: Ultradian oscillators in somite segmentation and other biological events.
SUBMIT DATE:
ACCEPT DATE:
PUBLICATION DATE: 2007-11-14
TITLE: Ultradian oscillators in somite segmentation and other biological events.
STATUS: Published
AUTHOR NAME: Kageyama R, Yoshiura S, Masamizu Y, and Niwa Y.
AUTHOR AFFILIATION: Institute for Virus Research, Kyoto University

------------------------------ PUBLICATION ------------------------------
PUBLICATION ID:1632
PUBLICATION TYPE: journal
PUBLICATION NAME: Gene Regulation and Systems Biology
ARTICLE TITLE: Practical Lessons from Theoretical Models about the Somitogenesis
SUBMIT DATE:
ACCEPT DATE:
PUBLICATION DATE: 2007-05-01
TITLE: Practical Lessons from Theoretical Models about the Somitogenesis
STATUS: Published
AUTHOR NAME: Gonzalez A, and Kageyama R.
AUTHOR AFFILIATION: Institute for Virus Research, Kyoto University

------------------------------ PUBLICATION ------------------------------
PUBLICATION ID:2078
PUBLICATION TYPE: journal
PUBLICATION NAME: Genes & Development
ARTICLE TITLE: The cyclic gene Hes1 contributes to diverse differentiation responses of embryonic stem cells
SUBMIT DATE: 2009-05-20
ACCEPT DATE: 2009-07-07
PUBLICATION DATE: 2009-08-15
TITLE: 振動遺伝子Hes1が胚性幹細胞の多様な分化応答に寄与することを発見
STATUS: Published
AUTHOR NAME: Taeko Kobayashi1,2, Hiroaki Mizuno1-3, Itaru Imayoshi1-3, Chikara Furusawa4, Katsuhiko Shirahige5 and Ryoichiro Kageyama1,2
AUTHOR AFFILIATION: 1Institute for Virus Research, Kyoto University, Kyoto 606-8507, Japan; 2Japan Science and Technology Agency, CREST; 3Kyoto University Graduate School of Biostudies, Kyoto 606-8502, Japan; 4Department of Bioinformatic Engineering, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University, Suita 565-0871, Japan; 5Graduate School of Bioscience and Biotechnology, Tokyo Institute of Technology, Yokohama 226-8501, Japan

その他 (1)血清刺激に応答したStat、Smad及びHes1の発現の短>周期での振動 (Proc Natl Acad Sci USA 104: 11292-11297, 2007):朝日新聞(7月16日 23面)、京都新聞(6月26日夕刊 10面)、産経新聞(6月27日 27面)、日刊工業新聞(6月27日 25面)及び読売新聞(7月2日 23面)に掲載

(2)分節時計におけるHes7オシレーションの開始と伝搬はFgfおよびNotchシグナルにより協調的に制御される (Developmental Cell 13: 298-304, 2007):京都新聞(8月7日 3面)、科学新聞(8月31日 2面)、産経新聞(8月7日 25面)、日刊工業新聞(8月7日 24面)及び読売新聞(8月7日夕刊 18面)に掲載

(3)Notchシグナルのオシレーションによって神経幹細胞の未分化性が維持される (Neuron 58: 52-64, 2008):日本経済新聞(2008年4月10日夕刊)に掲載

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