Details of the Researcher

PHOTO

Gaku Kumano
Section
Graduate School of Life Sciences
Job title
Professor
Degree
  • ph D (Tokyo Institute of Technology)

Committee Memberships 1

  • 日本動物学会東北支部代表委員

    2022/07 - 2024/06

Research Interests 7

  • stem cell

  • jellyfish

  • 進化

  • 発生

  • ホヤ

  • 形態形成

  • 生殖細胞

Research Areas 1

  • Life sciences / Developmental biology /

Research Projects 3

  1. 刺胞動物エダアシクラゲにおける枝分かれ形成機構の解析

    熊野 岳, 牧野 能士

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 基盤研究(B)

    Institution: 東北大学

    2023/04/01 - 2027/03/31

    More details Close

    エダアシクラゲ触手の最終的な枝分かれパターンに大きな影響を与えると考えられる、個々の枝分かれが繰り返し起こるタイミングを決める仕組みについて、それぞれの枝触手の形成タイミングが、ひとつ前に出来た枝触手を含む触手先端部の切除により早まるか否かを切除実験により調べた。その結果、確かにタイミングが早まることを明らかにした。さらに、Wntシグナルを促進する薬剤であるAlsterpaullone処理をしたところ、同様に枝触手の形成タイミングが早まることがわかった。これらのことから、1つ前に出来た枝触手を含む触手先端部から、次の枝触手の形成を抑制するWntシグナル抑制因子が出ており、主触手の成長伸長に伴い枝分かれ部位がこの抑制シグナルの範囲外になった時に、枝分かれが起こるモデルを提唱するに至った。このモデルを検証するために、枝分かれ形成期の触手で発現するWntシグナル抑制分泌因子を同定するため、RNA-seq解析を行い候補となる13遺伝子(sFRP3を2遺伝子、Dkk3を6遺伝子、Notumを4遺伝子、Cerberusを1遺伝子)を特定した。これら全てについてin situ hybridizationを行ったところ、2遺伝子について興味深い発現パターンが得られた。 また、現在までに枝触手が形成/伸長する過程でFGFシグナルの関与が示唆されているが、枝触手の形成/伸長におけるFGFシグナルの機能をより詳細に明らかにするために、RNA-seq解析によりFGFシグナルにより制御される下流因子の探索を以下の通り行った。すなわち、枝触手芽ができたばかりの正常な触手と、同時期のFGF受容体阻害剤(SU5402)処理により枝触手が形成されない触手の間で発現RNAの比較を行い、425のDEGを特定した。

  2. Comprehensive approaches to mechanisms underlying the development of blood islands in amphibian embryo

    MAENO Mitsugu, KATO Takashi, KUMANO Gaku

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    Institution: Niigata University

    2012/04/01 - 2015/03/31

    More details Close

    The present research has attempted to elucidate development of the blood islands and myeloid cells in Xenopus embryo. First, we found a physiological role of Nkx2.5 and GATA4, which are the transcription factors for heart specification, are involved in the myeloid cell differentiation in the anterior blood islands. Second, we showed the distribution of Rdd (repeated D domain-like) protein in the developing embryo. Third, we discovered a novel population of myeloid cells in the mesonephric rudiment at an early tadpole stage.

  3. ホヤ胚発生における発生運命決定・細胞分化と細胞分裂回数制御の関係

    西田 宏記, 熊野 岳, 西野 敦雄

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特定領域研究

    Institution: 大阪大学

    2010 - 2011

    More details Close

    胚発生において、細胞の発生運命と細胞分裂回数は深く関わっていることが知られているが、本研究では、細胞の発生運命の決定・細胞分化と、細胞分裂停止までの細胞分裂回数との関係を、ホヤ胚を用いて解析している。 胚発生において、細胞の運命決定がなされた直後から組織特異的なキー転写因子群が発現するようになる。脊索で発現が開始するBrachyury遺伝子は、脊索分化を司るキー転写因子であることがわかっていた。昨年までの本研究によって、Brachyuryは脊索細胞が64細胞期以降3回で細胞分裂を停止するために必要かつ十分であることを示してきた。そして、本年これらをまとめた論文がDevelopmental Biologyに出版された。 そこで、64細胞期以降3回で細胞分裂を停止する筋肉細胞にも同様のことが起こるのかどうかを調べた。筋肉における組織特異的なキー転写因子はTbx6であり、これは筋肉分化に必要かつ充分である。よって、Tbx6 mRNAを合成し、受精卵に顕微注入をおこなった。その結果、64細胞期以降7回の細胞分裂を行うはずの間充織割球が、筋肉同様に3回の分裂後に停止することがわかった。このように、脊索と筋肉の両方に共通して、組織特異的なキー転写因子は分化と分裂回数制御の両方に関わっていることが示された。しかし、Tbx6 mRNAの顕微注入によりTbx6タンパク質を正常より早い時期に発現させているにもかかわらず分裂回数が3回と変わらなしでことから、Tbx6遺伝子の発現開始時期からの時間で分裂回数が決まっているわけではないことがわかっていた。