2025/05/27 更新

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ワタナベ マサカツ
渡邉 正勝
WATANABE, Masakatsu
所属
細胞生理学研究センター 基礎生物学研究部門 准教授
大学院担当
大学院創薬科学研究科
職名
准教授
外部リンク

研究キーワード 7

  1. ギャップ結合

  2. 電気生理

  3. イオンチャネル

  4. 色素細胞

  5. パターン形成

  6. ゼブラフィッシュ

  7. コネキシン

研究分野 3

  1. ライフサイエンス / 分子生物学

  2. ライフサイエンス / 発生生物学

  3. ライフサイエンス / 細胞生物学

現在の研究課題とSDGs 2

  1. 形態形成における生体電気シグナルの機能

  2. パターン形成メカニズム研究

経歴 6

  1. 名古屋大学   細胞生理学研究センター   准教授

    2025年 - 現在

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  2. 大阪大学   大学院生命機能研究科   准教授

    2009年 - 2025年

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  3. 名古屋大学   大学院理学研究科   講師

    2007年 - 2009年

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  4. 東京工業大学   大学院生命理工学研究科   講師

    2006年 - 2007年

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  5. 東京工業大学   大学院生命理工学研究科   助手

    2000年 - 2006年

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  6. 農林水産省   食品総合研究所   非常勤職員

    1999年 - 2000年

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学歴 3

  1. 東京工業大学   生命理工学研究科   バイオサイエンス専攻

    1996年4月 - 1999年3月

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    国名: 日本国

  2. 東京工業大学   生命理工学研究科   バイオサイエンス専攻

    1994年4月 - 1996年3月

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    国名: 日本国

  3. 慶應義塾大学   理工学部   化学科

    1990年4月 - 1994年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 3

  1. 日本分子生物学会

  2. 日本動物学会

  3. 日本発生生物学会

 

論文 51

  1. Knockout of the mitoribosome rescue factors Ict1 or Mtrfr is viable in zebrafish but not mice: compensatory mechanisms underlying each factor's loss 査読有り Open Access

    Nobukazu Nameki, Chika Tomisawa, Soichiro Hoshino, Hidehiko Shimizu, Masashi Abe, Sho Arai, Kanako Kuwasako, Naoki Asakawa, Yusuke Inoue, Takuro Horii, Izuho Hatada, Masakatsu Watanabe

    FEBS Open Bio     2025年5月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/2211-5463.70054

    Open Access

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  2. A hyperpolarizing neuron recruits undocked innexin hemichannels to transmit neural information in Caenorhabditis elegans 査読有り Open Access

    Airi Nakayama, Masakatsu Watanabe, Riku Yamashiro, Hiroo Kuroyanagi, Hironori J. Matsuyama, Atsunori Oshima, Ikue Mori, Shunji Nakano

    Proceedings of the National Academy of Sciences   121 巻 ( 21 )   2024年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.2406565121

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  3. Piezo1 mutant zebrafish as a model of idiopathic scoliosis 査読有り Open Access

    Ramli, Toshihiro Aramaki, Masakatsu Watanabe, Shigeru Kondo

    Frontiers in Genetics   14 巻   2024年1月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fgene.2023.1321379

    Open Access

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  4. Exploring gap junction networks required for zebrafish skin pattern formation 招待有り Open Access

    Yuu Usui, Masakatsu Watanabe

    ATLAS of Science     2023年10月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    Open Access

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  5. Connexin 41.8 mediates the correct temporal induction of haematopoietic stem and progenitor cells

    Tim Petzold, Masakatsu Watanabe, Julien Y. Bertrand

    bioRxiv     2023年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1101/2023.07.27.550806

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  6. Fish-specific N-terminal domain sequence in Connexin 39.4 plays an important role in zebrafish stripe formation by regulating the opening and closing of gap junctions and hemichannels 査読有り

    Masakatsu Watanabe

    Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects   1867 巻 ( 5 ) 頁: 130342 - 130342   2023年5月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbagen.2023.130342

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  7. Somatic GJA4 gain-of-function mutation in orbital cavernous venous malformations 査読有り Open Access

    Hiroki Hongo, Satoru Miyawaki, Yu Teranishi, Jun Mitsui, Hiroto Katoh, Daisuke Komura, Kinya Tsubota, Takashi Matsukawa, Masakatsu Watanabe, Masakazu Kurita, Jun Yoshimura, Shogo Dofuku, Kenta Ohara, Daiichiro Ishigami, Atsushi Okano, Motoi Kato, Fumihiko Hakuno, Ayaka Takahashi, Akiko Kunita, Hiroyuki Ishiura, Masahiro Shin, Hirofumi Nakatomi, Toshitaka Nagao, Hiroshi Goto, Shin-Ichiro Takahashi, Tetsuo Ushiku, Shumpei Ishikawa, Mutsumi Okazaki, Shinichi Morishita, Shoji Tsuji, Nobuhito Saito

    Angiogenesis   26 巻 ( 1 ) 頁: 37 - 52   2022年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Orbital cavernous venous malformation (OCVM) is a sporadic vascular anomaly of uncertain etiology characterized by abnormally dilated vascular channels. Here, we identify a somatic missense mutation, c.121G > T (p.Gly41Cys) in GJA4, which encodes a transmembrane protein that is a component of gap junctions and hemichannels in the vascular system, in OCVM tissues from 25/26 (96.2%) individuals with OCVM. GJA4 expression was detected in OCVM tissue including endothelial cells and the stroma, through immunohistochemistry. Within OCVM tissue, the mutation allele frequency was higher in endothelial cell-enriched fractions obtained using magnetic-activated cell sorting. Whole-cell voltage clamp analysis in Xenopus oocytes revealed that GJA4 c.121G > T (p.Gly41Cys) is a gain-of-function mutation that leads to the formation of a hyperactive hemichannel. Overexpression of the mutant protein in human umbilical vein endothelial cells led to a loss of cellular integrity, which was rescued by carbenoxolone, a non-specific gap junction/hemichannel inhibitor. Our data suggest that GJA4 c.121G > T (p.Gly41Cys) is a potential driver gene mutation for OCVM. We propose that hyperactive hemichannel plays a role in the development of this vascular phenotype.

    DOI: 10.1007/s10456-022-09846-5

    Open Access

    PubMed

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10456-022-09846-5/fulltext.html

  8. Structures of human pannexin-1 in nanodiscs reveal gating mediated by dynamic movement of the N terminus and phospholipids 査読有り 国際誌

    Maki Kuzuya, Hidemi Hirano, Kenichi Hayashida, Masakatsu Watanabe, Kazumi Kobayashi, Tohru Terada, Md. Iqbal Mahmood, Florence Tama, Kazutoshi Tani, Yoshinori Fujiyoshi, Atsunori Oshima

    Science Signaling   15 巻 ( 720 ) 頁: eabg6941   2022年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Pannexin (PANX) family proteins form large-pore channels that mediate purinergic signaling. We analyzed the cryo-EM structures of human PANX1 in lipid nanodiscs to elucidate the gating mechanism and its regulation by the amino terminus in phospholipids. The wild-type channel has an amino-terminal funnel in the pore, but in the presence of the inhibitor probenecid, a cytoplasmically oriented amino terminus and phospholipids obstruct the pore. Functional analysis using whole-cell patch-clamp and oocyte voltage clamp showed that PANX1 lacking the amino terminus did not open and had a dominant negative effect on channel activity, thus confirming that the amino-terminal domain played an essential role in channel opening. These observations suggest that dynamic conformational changes in the amino terminus of human PANX1 are associated with lipid movement in and out of the pore. Moreover, the data provide insight into the gating mechanism of PANX1 and, more broadly, other large-pore channels.

    DOI: 10.1126/scisignal.abg6941

    PubMed

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  9. Studies of Turing pattern formation in zebrafish skin 査読有り Open Access

    Shigeru Kondo, Masakatsu Watanabe, Seita Miyazawa

    Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences   379 巻 ( 2213 )   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Royal Society  

    Skin patterns are the first example of the existence of Turing patterns in living organisms. Extensive research on zebrafish, a model organism with stripes on its skin, has revealed the principles of pattern formation at the molecular and cellular levels. Surprisingly, although the networks of cell–cell interactions have been observed to satisfy the ‘short-range activation and long-range inhibition’ prerequisites for Turing pattern formation, numerous individual reactions were not envisioned based on the classical reaction–diffusion model. For example, in real skin, it is not an alteration in concentrations of chemicals, but autonomous migration and proliferation of pigment cells that establish patterns, and cell–cell interactions are mediated via direct contact through cell protrusions. Therefore, the classical reaction–diffusion mechanism cannot be used as it is for modelling skin pattern formation. Various studies are underway to adapt mathematical models to the experimental findings on research into skin patterns, and the purpose of this review is to organize and present them. These novel theoretical methods could be applied to autonomous pattern formation phenomena other than skin patterns.


    This article is part of the theme issue ‘Recent progress and open frontiers in Turing's theory of morphogenesis’.

    DOI: 10.1098/rsta.2020.0274

    Open Access

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    その他リンク: https://royalsocietypublishing.org/doi/full-xml/10.1098/rsta.2020.0274

  10. A stalled-ribosome rescue factor Pth3 is required for mitochondrial translation against antibiotics in Saccharomyces cerevisiae 査読有り Open Access

    Soichiro Hoshino, Ryohei Kanemura, Daisuke Kurita, Yukihiro Soutome, Hyouta Himeno, Masak Takaine, Masakatsu Watanabe, Nobukazu Nameki

    Communications Biology   4 巻 ( 1 ) 頁: 300   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <title>Abstract</title>Mitochondrial translation appears to involve two stalled-ribosome rescue factors (srRFs). One srRF is an ICT1 protein from humans that rescues a “non-stop” type of mitochondrial ribosomes (mitoribosomes) stalled on mRNA lacking a stop codon, while the other, C12orf65, reportedly has functions that overlap with those of ICT1; however, its primary role remains unclear. We herein demonstrated that the <italic>Saccharomyces cerevisiae</italic> homolog of C12orf65, Pth3 (Rso55), preferentially rescued antibiotic-dependent stalled mitoribosomes, which appear to represent a “no-go” type of ribosomes stalled on intact mRNA. On media containing a non-fermentable carbon source, which requires mitochondrial gene expression, respiratory growth was impaired significantly more by the deletion of <italic>PTH3</italic> than that of the <italic>ICT1</italic> homolog <italic>PTH4</italic> in the presence of antibiotics that inhibit mitochondrial translation, such as tetracyclines and macrolides. Additionally, the in organello labeling of mitochondrial translation products and quantification of mRNA levels by quantitative RT-PCR suggested that in the presence of tetracycline, the deletion of <italic>PTH3</italic>, but not <italic>PTH4</italic>, reduced the protein expression of all eight mtDNA-encoded genes at the post-transcriptional or translational level. These results indicate that Pth3 can function as a mitochondrial srRF specific for ribosomes stalled by antibiotics and plays a role in antibiotic resistance in fungi.

    DOI: 10.1038/s42003-021-01835-6

    Open Access

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    その他リンク: http://www.nature.com/articles/s42003-021-01835-6

  11. Role of the Connexin C-terminus in skin pattern formation of Zebrafish 査読有り Open Access

    Yuu Usui, Masakatsu Watanabe

    BBA Advances   1 巻   頁: 100006 - 100006   2021年3月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbadva.2021.100006

    Open Access

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  12. The Genetic Basis of Morphological Diversity in Domesticated Goldfish 査読有り 国際誌 Open Access

    Tetsuo Kon, Yoshihiro Omori, Kentaro Fukuta, Hironori Wada, Masakatsu Watanabe, Zelin Chen, Miki Iwasaki, Tappei Mishina, Shin-ichiro S. Matsuzaki, Daiki Yoshihara, Jumpei Arakawa, Koichi Kawakami, Atsushi Toyoda, Shawn M. Burgess, Hideki Noguchi, Takahisa Furukawa

    Current Biology   30 巻 ( 12 ) 頁: 2260 - 2274.e6   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    Although domesticated goldfish strains exhibit highly diversified phenotypes in morphology, the genetic basis underlying these phenotypes is poorly understood. Here, based on analysis of transposable elements in the allotetraploid goldfish genome, we found that its two subgenomes have evolved asymmetrically since a whole-genome duplication event in the ancestor of goldfish and common carp. We conducted whole-genome sequencing of 27 domesticated goldfish strains and wild goldfish. We identified more than 60 million genetic variations and established a population genetic structure of major goldfish strains. Genome-wide association studies and analysis of strain-specific variants revealed genetic loci associated with several goldfish phenotypes, including dorsal fin loss, long-tail, telescope-eye, albinism, and heart-shaped tail. Our results suggest that accumulated mutations in the asymmetrically evolved subgenomes led to generation of diverse phenotypes in the goldfish domestication history. This study is a key resource for understanding the genetic basis of phenotypic diversity among goldfish strains.

    DOI: 10.1016/j.cub.2020.04.034

    Open Access

    PubMed

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  13. Cryo-EM structures of undocked innexin-6 hemichannels in phospholipids. 査読有り 国際誌 Open Access

    Batuujin Burendei, Ruriko Shinozaki, Masakatsu Watanabe, Tohru Terada, Kazutoshi Tani, Yoshinori Fujiyoshi, Atsunori Oshima

    Science advances   6 巻 ( 7 ) 頁: eaax3157   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Gap junctions form intercellular conduits with a large pore size whose closed and open states regulate communication between adjacent cells. The structural basis of the mechanism by which gap junctions close, however, remains uncertain. Here, we show the cryo-electron microscopy structures of Caenorhabditis elegans innexin-6 (INX-6) gap junction proteins in an undocked hemichannel form. In the nanodisc-reconstituted structure of the wild-type INX-6 hemichannel, flat double-layer densities obstruct the channel pore. Comparison of the hemichannel structures of a wild-type INX-6 in detergent and nanodisc-reconstituted amino-terminal deletion mutant reveals that lipid-mediated amino-terminal rearrangement and pore obstruction occur upon nanodisc reconstitution. Together with molecular dynamics simulations and electrophysiology functional assays, our results provide insight into the closure of the INX-6 hemichannel in a lipid bilayer before docking of two hemichannels.

    DOI: 10.1126/sciadv.aax3157

    Open Access

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  14. The minimal gap-junction network among melanophores and xanthophores required for stripe pattern formation in zebrafish 査読有り Open Access

    Yuu Usui, Toshihiro Aramaki, Shigeru Kondo, Masakatsu Watanabe

    Development   146 巻 ( 22 ) 頁: dev181065 - dev181065   2019年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Company of Biologists  

    Connexin39.4 (Cx39.4) and Connexin41.8 (Cx41.8), two gap-junction proteins expressed in both melanophores and xanthophores, are critical for the intercellular communication among pigment cells that is necessary for generating the stripe pigment pattern of zebrafish. We previously characterized the gap-junction properties of Cx39.4 and Cx41.8, but how these proteins contribute to stripe formation remains unclear; this is because distinct types of connexins potentially form heteromeric gap junctions, which precludes accurate elucidation of individual connexin functions in vivo. Here, by arranging Cx39.4 and Cx41.8 expression in pigment cells, we identified the simplest gap-junction network required for stripe generation: Cx39.4 expression in melanophores is required but expression in xanthophores is not necessary for stripe patterning, whereas Cx41.8 expression in xanthophores is sufficient for the patterning, and Cx41.8 expression in melanophores might stabilize the stripes. Moreover, patch-clamp recordings revealed that Cx39.4 gap junctions exhibit spermidine-dependent rectification property. Our results suggest that Cx39.4 facilitates the critical cell-cell interactions between melanophores and xanthophores that mediate a unidirectional activation-signal transfer from xanthophores to melanophores, which is essential for melanophore survival.

    DOI: 10.1242/dev.181065

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  15. KLF4-Induced Connexin40 Expression Contributes to Arterial Endothelial Quiescence 査読有り Open Access

    Jean-François Denis, Mannekomba R. Diagbouga, Filippo Molica, Aurélie Hautefort, Tanja Linnerz, Masakatsu Watanabe, Sylvain Lemeille, Julien Y. Bertrand, Brenda R. Kwak

    Frontiers in Physiology   10 巻   2019年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers Media SA  

    DOI: 10.3389/fphys.2019.00080

    Open Access

    Web of Science

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  16. Melanophore multinucleation pathways in zebrafish 査読有り Open Access

    Yuu Usui, Shigeru Kondo, Masakatsu Watanabe

    Development, Growth & Differentiation   60 巻 ( 7 ) 頁: 454 - 459   2018年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1111/dgd.12564

    PubMed

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  17. Connexin Communication Compartments and Wound Repair in Epithelial Tissue 招待有り 査読有り Open Access

    Marc Chanson, Masakatsu Watanabe, Erin M. O’Shaughnessy, Alice Zoso, Patricia E. Martin

    International Journal of Molecular Sciences   19 巻 ( 5 ) 頁: 1354 - 1354   2018年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Epithelial tissues line the lumen of tracts and ducts connecting to the external environment. They are critical in forming an interface between the internal and external environment and, following assault from environmental factors and pathogens, they must rapidly repair to maintain cellular homeostasis. These tissue networks, that range from a single cell layer, such as in airway epithelium, to highly stratified and differentiated epithelial surfaces, such as the epidermis, are held together by a junctional nexus of proteins including adherens, tight and gap junctions, often forming unique and localised communication compartments activated for localised tissue repair. This review focuses on the dynamic changes that occur in connexins, the constituent proteins of the intercellular gap junction channel, during wound-healing processes and in localised inflammation, with an emphasis on the lung and skin. Current developments in targeting connexins as corrective therapies to improve wound closure and resolve localised inflammation are also discussed. Finally, we consider the emergence of the zebrafish as a concerted whole-animal model to study, visualise and track the events of wound repair and regeneration in real-time living model systems.

    DOI: 10.3390/ijms19051354

    Open Access

    Web of Science

    PubMed

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  18. Gap Junction in the Teleost Fish Lineage: Duplicated Connexins May Contribute to Skin Pattern Formation and Body Shape Determination 査読有り Open Access

    Masakatsu Watanabe

    Frontiers in Cell and Developmental Biology   5 巻   2017年2月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers Media SA  

    DOI: 10.3389/fcell.2017.00013

    Open Access

    Web of Science

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  19. Genetics of body shape: Connexin43 is the key to two zebrafish mutants with shorter backbones and fins 招待有り Open Access

    Masakatsu Watanabe, Shigeru Kondo

    ATLAS of Science     2016年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

    Open Access

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  20. Two Different Functions of Connexin43 Confer Two Different Bone Phenotypes in Zebrafish 査読有り Open Access

    Akihiro Misu, Hiroaki Yamanaka, Toshihiro Aramaki, Shigeru Kondo, I. Martha Skerrett, M. Kathryn Iovine, Masakatsu Watanabe

    Journal of Biological Chemistry   291 巻 ( 24 ) 頁: 12601 - 12611   2016年6月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1074/jbc.m116.720110

    Open Access

    Web of Science

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  21. The Physiological Characterization of Connexin41.8 and Connexin39.4, Which Are Involved in the Striped Pattern Formation of Zebrafish 査読有り Open Access

    Masakatsu Watanabe, Risa Sawada, Toshihiro Aramaki, I. Martha Skerrett, Shigeru Kondo

    Journal of Biological Chemistry   291 巻 ( 3 ) 頁: 1053 - 1063   2016年1月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1074/jbc.m115.673129

    Open Access

    Web of Science

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  22. Comment on “Local reorganization of xanthophores fine-tunes and colors the striped pattern of zebrafish” 査読有り Open Access

    Masakatsu Watanabe, Shigeru Kondo

    Science   348 巻 ( 6232 ) 頁: 297 - 297   2015年4月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Association for the Advancement of Science (AAAS)  

    Mahalwar et al . (Reports, 12 September 2014, p. 1362) observed the onset of pigment pattern formation in zebrafish. They concluded that their data do not support our Turing mechanism–based model and presented an essentially different mechanism. Here, we clarify their misunderstanding that may have caused their conclusion and explain past experimental data that do not support their proposed mechanism.

    DOI: 10.1126/science.1261947

    Web of Science

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  23. Is pigment patterning in fish skin determined by the Turing mechanism? 査読有り

    Masakatsu Watanabe, Shigeru Kondo

    Trends in Genetics   31 巻 ( 2 ) 頁: 88 - 96   2015年2月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.tig.2014.11.005

    Web of Science

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  24. Black, yellow, or silver: Which one leads skin pattern formation? 査読有り

    Shigeru Kondo, Masakatsu Watanabe

    Pigment Cell &amp; Melanoma Research   28 巻 ( 1 ) 頁: 2 - 4   2014年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1111/pcmr.12328

    Web of Science

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  25. Involvement of Delta/Notch signaling in zebrafish adult pigment stripe patterning 査読有り Open Access

    Hiroki Hamada, Masakatsu Watanabe, Hiu Eunice Lau, Tomoki Nishida, Toshiaki Hasegawa, David M. Parichy, Shigeru Kondo

    Development   141 巻 ( 2 ) 頁: 318 - 324   2014年1月

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    担当区分:責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Company of Biologists  

    The skin pigment pattern of zebrafish is a good model system in which to study the mechanism of biological pattern formation. Although it is known that interactions between melanophores and xanthophores play a key role in the formation of adult pigment stripes, molecular mechanisms for these interactions remain largely unknown. Here, we show that Delta/Notch signaling contributes to these interactions. Ablation of xanthophores in yellow stripes induced the death of melanophores in black stripes, suggesting that melanophores require a survival signal from distant xanthophores. We found that deltaC and notch1a were expressed by xanthophores and melanophores, respectively. Moreover, inhibition of Delta/Notch signaling killed melanophores, whereas activation of Delta/Notch signaling ectopically in melanophores rescued the survival of these cells, both in the context of pharmacological inhibition of Delta/Notch signaling and after ablation of xanthophores. Finally, we showed by in vivo imaging of cell membranes that melanophores extend long projections towards xanthophores in the yellow stripes. These data suggest that Delta/Notch signaling is responsible for a survival signal provided by xanthophores to melanophores. As cellular projections can enable long-range interaction between membrane-bound ligands and their receptors, we propose that such projections, combined with direct cell-cell contacts, can substitute for the effect of a diffusible factor that would be expected by the conventional reaction-diffusion (Turing) model.

    DOI: 10.1242/dev.099804

    Open Access

    Web of Science

    PubMed

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  26. Tetraspanin 3c requirement for pigment cell interactions and boundary formation in zebrafish adult pigment stripes 査読有り Open Access

    Shinya Inoue, Shigeru Kondo, David M. Parichy, Masakatsu Watanabe

    Pigment Cell &amp; Melanoma Research   27 巻 ( 2 ) 頁: 190 - 200   2013年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    Summary

    Skin pigment pattern formation in zebrafish requires pigment‐cell autonomous interactions between melanophores and xanthophores, yet the molecular bases for these interactions remain largely unknown. Here, we examined the dali mutant that exhibits stripes in which melanophores are intermingled abnormally with xanthophores. By in vitro cell culture, we found that melanophores of dali mutants have a defect in motility and that interactions between melanophores and xanthophores are defective as well. Positional cloning and rescue identified dali as tetraspanin 3c (tspan3c), encoding a transmembrane scaffolding protein expressed by melanophores and xanthophores. We further showed that dali mutant Tspan3c expressed in HeLa cell exhibits a defect in N‐glycosylation and is retained inappropriately in the endoplasmic reticulum. Our results are the first to identify roles for a tetraspanin superfamily protein in skin pigment pattern formation and suggest new mechanisms for the establishment and maintenance of zebrafish stripe boundaries.

    DOI: 10.1111/pcmr.12192

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  27. Construction of Chromosome Markers from the Lake Victoria Cichlid Paralabidochromis chilotes and Their Application to Comparative Mapping 査読有り

    A. Kuroiwa, Y. Terai, N. Kobayashi, K. Yoshida, M. Suzuki, A. Nakanishi, Y. Matsuda, M. Watanabe, N. Okada

    Cytogenetic and Genome Research   142 巻 ( 2 ) 頁: 112 - 120   2013年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:S. Karger AG  

    Cichlid fishes in the African Great Lakes are known as a spectacular example of adaptive radiation in vertebrates. Four linkage maps have been constructed to identify the genes responsible for adaptation and speciation, and the genetic linkages of those genes are assumed to play an important role during adaptive evolution. However, it is difficult to analyze such linkages because the linkage groups of one species do not match well with those of the other species. Chromosome markers are a powerful tool for the direct identification of linkage homology between different species. We used information about the linkage map of the Lake Malawi cichlid (Labeotropheus fuelleborni/Metriaclima zebra) to isolate bacterial artificial chromosome (BAC) clones from the BAC library of Paralabidochromis chilotes, Lake Victoria. We identified 18 of 22 P. chilotes chromosomes by single- and multi-color BAC fluorescence in situ hybridization using 19 BAC clones. Comparative mapping with the chromosome markers of P. chilotes in Astatotilapia burtoni (2n = 40) from Lake Tanganyika revealed the chromosome rearrangements that have occurred in this lineage. These chromosome markers will be useful for delineating the process of genome and chromosome evolution in African species. (C) 2013 S. Karger AG, Basel

    DOI: 10.1159/000356128

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  28. Melanophore Migration and Survival during Zebrafish Adult Pigment Stripe Development Require the Immunoglobulin Superfamily Adhesion Molecule Igsf11 査読有り Open Access

    Dae Seok Eom, Shinya Inoue, Larissa B. Patterson, Tiffany N. Gordon, Rebecca Slingwine, Shigeru Kondo, Masakatsu Watanabe, David M. Parichy

    PLoS Genetics   8 巻 ( 8 ) 頁: e1002899 - e1002899   2012年8月

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    担当区分:責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Public Library of Science (PLoS)  

    DOI: 10.1371/journal.pgen.1002899

    Open Access

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  29. Polyamine sensitivity of gap junctions is required for skin pattern formation in zebrafish 査読有り Open Access

    Masakatsu Watanabe, Daisuke Watanabe, Shigeru Kondo

    Scientific Reports   2 巻 ( 1 )   2012年6月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1038/srep00473

    Open Access

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/srep00473.pdf

  30. Changing clothes easily: <i>connexin41.8</i> regulates skin pattern variation 査読有り Open Access

    Masakatsu Watanabe, Shigeru Kondo

    Pigment Cell &amp; Melanoma Research   25 巻 ( 3 ) 頁: 326 - 330   2012年2月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    Summary

    The skin patterns of animals are very important for their survival, yet the mechanisms involved in skin pattern formation remain unresolved. Turing’s reaction–diffusion model presents a well‐known mathematical explanation of how animal skin patterns are formed, and this model can predict various animal patterns that are observed in nature. In this study, we used transgenic zebrafish to generate various artificial skin patterns including a narrow stripe with a wide interstripe, a narrow stripe with a narrow interstripe, a labyrinth, and a ‘leopard’ pattern (or donut‐like ring pattern). In this process, connexin41.8 (or its mutant form) was ectopically expressed using the mitfa promoter. Specifically, the leopard pattern was generated as predicted by Turing’s model. Our results demonstrate that the pigment cells in animal skin have the potential and plasticity to establish various patterns and that the reaction–diffusion principle can predict skin patterns of animals.

    DOI: 10.1111/j.1755-148x.2012.00984.x

    Web of Science

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  31. B Chromosomes Have a Functional Effect on Female Sex Determination in Lake Victoria Cichlid Fishes 査読有り 国際誌 Open Access

    Kohta Yoshida, Yohey Terai, Shinji Mizoiri, Mitsuto Aibara, Hidenori Nishihara, Masakatsu Watanabe, Asato Kuroiwa, Hirohisa Hirai, Yuriko Hirai, Yoichi Matsuda, Norihiro Okada

    PLoS Genetics   7 巻 ( 8 ) 頁: e1002203 - e1002203   2011年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Public Library of Science (PLoS)  

    The endemic cichlid fishes in Lake Victoria are a model system for speciation through adaptive radiation. Although the evolution of the sex-determination system may also play a role in speciation, little is known about the sex-determination system of Lake Victoria cichlids. To understand the evolution of the sex-determination system in these fish, we performed cytogenetic analysis in 11 cichlid species from Lake Victoria. B chromosomes, which are present in addition to standard chromosomes, were found at a high prevalence rate (85%) in these cichlids. In one species, B chromosomes were female-specific. Cross-breeding using females with and without the B chromosomes demonstrated that the presence of the B chromosomes leads to a female-biased sex ratio in this species. Although B chromosomes were believed to be selfish genetic elements with little effect on phenotype and to lack protein-coding genes, the present study provides evidence that B chromosomes have a functional effect on female sex determination. FISH analysis using a BAC clone containing B chromosome DNA suggested that the B chromosomes are derived from sex chromosomes. Determination of the nucleotide sequences of this clone (104.5 kb) revealed the presence of several protein-coding genes in the B chromosome, suggesting that B chromosomes have the potential to contain functional genes. Because some sex chromosomes in amphibians and arthropods are thought to be derived from B chromosomes, the B chromosomes in Lake Victoria cichlids may represent an evolutionary transition toward the generation of sex chromosomes.

    DOI: 10.1371/journal.pgen.1002203

    Open Access

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  32. Control of skin pattern formation by gap junction in zebrafish Open Access

    Masakatsu Watanabe, Shigeru Kondo

    Developmental Biology   344 巻 ( 1 ) 頁: 424 - 424   2010年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.ydbio.2010.05.063

    Web of Science

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  33. Extensive analysis of EST sequences reveals that all cichlid species in Lake Victoria share almost identical transcript sets 査読有り 国際誌

    Naoki Kobayashi, Masakatsu Watanabe, Tokumasa Horiike, Yuji Kohara, Norihiro Okada

    Gene   441 巻 ( 1-2 ) 頁: 187 - 191   2009年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    Lake Victoria harbors hundreds of cichlid species, which have aggressively developed their morphological features through their evolution. In particular, the shapes of jaws and teeth have diverged markedly, and correlate with feeding ecology. These species are believed to have explosively arisen within the last 15,000 years and are therefore of particular interest to evolutionary biologists. Previously, we reported expressed sequence tags (ESTs) from two cichlid species, Haplochromis chilotes and H. sp. "redtailsheller", and provided a comparative EST analysis. In this study, we further examined the molecular basis for diversification of Lake Victoria cichlids by generating EST from another cichlid species, H. sp. "Matumbi hunter"; 9,219 clones were applied for sequence determination and 16,795 sequences were newly obtained from this EST set. Comparative analysis of the 68 genes common to the three cichlid species revealed that the degrees of genetic distance and the degrees of genetic polymorphism were highly similar for each pair-wise comparison, suggesting that the protein coding regions of the three cichlid genomes are essentially the same. Because the three species used for the comparative analysis were particularly diverged from each other in morphological and also ecological features, we concluded that the uniformity of transcript sequences among cichlid species in Lake Victoria is a global feature.

    DOI: 10.1016/j.gene.2008.11.023

    PubMed

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  34. Functional diversification of kir7.1 in cichlids accelerated by gene duplication

    Masakatsu Watanabe, Kazue Hiraide, Norihiro Okada

    Gene   399 巻 ( 1 ) 頁: 46 - 52   2007年9月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.gene.2007.04.024

    Web of Science

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  35. Functional diversification of kir7.1 in cichlids accelerated by gene duplication 査読有り

    Watanabe, M., Hiraide, K. and Okada, N.

    Gene   399 巻   頁: 46–52   2007年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  36. Divergent selection on opsins drives incipient speciation in Lake Victoria cichlids. 査読有り Open Access

    Terai Y, Seehausen O, Sasaki T, Takahashi K, Mizoiri S, Sugawara T, Sato T, Watanabe M, Konijnendijk N, Mrosso HD, Tachida H, Imai H, Shichida Y, Okada N

    PLoS biology   4 巻 ( 12 ) 頁: e433   2006年12月

  37. Spot pattern of leopard Danio is caused by mutation in the zebrafish connexin41.8 gene 査読有り

    Watanabe, M., Iwashita, M., Ishii, M., Kurachi, Y., Kawakami, A., Kondo, S. and Okada, N

    EMBO Rep   7 巻   頁: 893-897   2006年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  38. magp4 gene may contribute to the diversification of cichlid morphs and their speciation 査読有り 国際誌

    Naoki Kobayashi, Masakatsu Watanabe, Teiya Kijimoto, Koji Fujimura, Masumi Nakazawa, Kazuho Ikeo, Yuji Kohara, Takashi Gojobori, Norihiro Okada

    Gene   373 巻   頁: 126 - 133   2006年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    Lake Victoria harbors more than 300 species of cichlid fish, which are adapted to a variety of ecological niches with various morphological species-specific features. However, it is believed that these species arose explosively within the last 14,000 years and transcripts among Lake Victoria cichlid species are almost identical in sequence. These data prompted us to develop a DNA chip assay to compare patterns of gene expression among cichlid species. We prepared a DNA chip spotted with 6240 elements derived from cichlid expressed sequence tag (EST) clones and successfully characterized gene expression differences between the cichlid species Haplochromis chilotes and Haplochromis sp. "rockkribensis". We identified 14 transcripts that were differentially expressed between these species at an early developmental stage, 15 days post-fertilization (dpf), and several were further analyzed using quantitative real-time PCR (qPCR). One of these differentially expressed transcripts was a homolog of microfibril-associated glycoprotein 4 (magp4), a putative causative gene for the human inherited disease, Smith-Magenis syndrome (SMS), for which facial defects are among the phenotypic features. Further analysis of magp4 expression showed that magp4 was expressed in the jaw portion of cichlid fry and that expression profiles between Haplochromis chilotes and Haplochromis sp. "rockkribensis" differed during development. These data suggest that the differential expression of a gene associated with human cranial morphogenesis may be involved in the diversification of cichlid jaw morphs.

    DOI: 10.1016/j.gene.2006.01.016

    PubMed

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  39. magp4 gene may contribute to the diversification of cichlid morphs and their speciation 査読有り

    Kobayashi, N., Watanabe, M., Kijimoto, T., Fujimura, K., Nakazawa, M., Ikeo, K., Kohara, Y., Gojobori, T. and Okada, N

    Gene   373 巻   頁: 126-133   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  40. Chromatophore Pattern Distribution in jaguar/obelix Zebrafish is caused by a Kir7.1 Channel Protein Mutation: Implications for the Regulation of Melanosome Aggregation and Dispersion 査読有り

    Iwashita, M., Watanabe, M., Ishii, M., Chen, T., Johnson, SL, Kurachi, Y., Okada, N. and Kondo, S.

    Plos Genet   2 巻   頁: 1861-1870   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  41. Divergent selection on opsins drivers incipient speciation in Lake Viktoria cichlids. PloS Biolog 査読有り

    Terai, Y., Seehausen, O., Sasaki, T., Takahashi, K., Mizoiri, S., Sugawara, T. Sato, T., Watanabe, M., Konijnendijki, N. Mrosso, H.D.J., Tachida, H., Imai, H., Shichida, Y., Okada, N

    PloS Biology   5 巻   頁: e433   2006年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  42. Pigment Pattern in jaguar/obelix Zebrafish Is Caused by a Kir7.1 Mutation: Implications for the Regulation of Melanosome Movement 査読有り Open Access

    Motoko Iwashita, Masakatsu Watanabe, Masaru Ishii, Tim Chen, Stephen L. Johnson, Yoshihisa Kurachi, Norihiro Okada, Shigeru Kondo

    PLoS Genetics   2 巻 ( 11 ) 頁: e197 - e197   2006年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Public Library of Science (PLoS)  

    DOI: 10.1371/journal.pgen.0020197

    Open Access

    Web of Science

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  43. Study of zebrafish pigmentation mutant Jaguar (Obelix)

    Motoko Iwashita, Masakatsu Watanabe, Masaru Ishii, Tim Chen, Stephen L. Johnson, Yoshihisa Kurachi, Norihiro Okada, Shigeru Kondo

    Zoological Science     2006年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

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  44. cimp1, a novel astacin family metalloproteinase gene from East African cichlids, is differentially expressed between species during growth 査読有り

    Kijimoto T, Watanabe M, Fujimura K, Nakazawa M, Murakami Y, Kuratani S, Kohara Y, Gojobori T, Okada N

    Mol Biol Evol   22 巻   頁: 1649-60   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  45. Extensive analysis of ORF sequences from two different cichlid species in Lake Victoria provides molecular evidence for a recent radiation event of the Victoria species flock 査読有り

    Masakatsu Watanabe, Naoki Kobayashi, Tadasu Shin-i, Tokumasa Horiike, Yoshio Tateno, Yuji Kohara, Norihiro Okada

    Gene   343 巻 ( 2 ) 頁: 263 - 269   2004年12月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.gene.2004.09.013

    Web of Science

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  46. Construction of a BAC library for Haplochromis chilotes, a cichlid fish from Lake Victoria 査読有り

    Masakatsu Watanabe, Naoki Kobayashi, Asao Fujiyama, Norihiro Okada

    Genes & Genetic Systems   78 巻 ( 1 ) 頁: 103 - 105   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Genetics Society of Japan  

    Cichlid fishes in Lake Victoria are model organisms for studying rapid radiation and speciation. On the way to examine the molecular basis of how these cichlid fishes achieved such a remarkable morphological diversification, we constructed a bacterial artificial chromosome (BAC) library derived from a cichlid species, Haplochromis chilotes, from Lake Victoria. The library includes 157,056 clones with the average insert size of 128 kb, corresponding to a 10-fold coverage of the H. chilotes genome. Given that the cichlid fishes endemic to Lake Victoria are closely related to one another phylogenetically and their genomes are nearly identical, this BAC library can be utilized to isolate genes from the more than 200 Haplochromine cichlid species in Lake Victoria.

    DOI: 10.1266/ggs.78.103

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  47. Crystal Structure of Archaeosine tRNA-guanine Transglycosylase 査読有り 国際誌

    Ryuichiro Ishitani, Osamu Nureki, Shuya Fukai, Teiya Kijimoto, Nobukazu Nameki, Masakatsu Watanabe, Hisao Kondo, Mitsuo Sekine, Norihiro Okada, Susumu Nishimura, Shigeyuki Yokoyama

    Journal of Molecular Biology   318 巻 ( 3 ) 頁: 665 - 677   2002年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    Archaeosine tRNA-guanine transglycosylase (ArcTGT) catalyzes the exchange of guanine at position 15 in the D-loop of archaeal tRNAs with a free 7-cyano-7-deazaguanine (preQ(0)) base, as the first step in the biosynthesis of an archaea-specific modified base, archaeosine (7-formamidino-7-deazaguanosine). We determined the crystal structures of ArcTGT from Pyrococcus horikoshii at 2.2 A resolution and its complexes with guanine and preQ(0), at 2.3 and 2.5 A resolutions, respectively. The N-terminal catalytic domain folds into an (alpha/beta)(8) barrel with a characteristic zinc-binding site, showing structural similarity with that of the bacterial queuosine TGT (QueTGT), which is involved in queuosine (7-[[(4,5-cis-dihydroxy-2-cyclopenten-1-yl)-amino]methyl]-7-deazaguanosine) biosynthesis and targets the tRNA anticodon. ArcTGT forms a dimer, involving the zinc-binding site and the ArcTGT-specific C-terminal domain. The C-terminal domains have novel folds, including an OB fold-like "PUA domain", whose sequence is widely conserved in eukaryotic and archaeal RNA modification enzymes. Therefore, the C-terminal domains may be involved in tRNA recognition. In the free-form structure of ArcTGT, an alpha-helix located at the rim of the (alpha/beta)(8) barrel structure is completely disordered, while it is ordered in the guanine-bound and preQ(0)-bound forms. Structural comparison of the ArcTGT.preQ(0), ArcTGT.guanine, and QueTGT.preQ(1) complexes provides novel insights into the substrate recognition mechanisms of ArcTGT.

    DOI: 10.1016/s0022-2836(02)00090-6

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  48. Molecular and functional analyses of the gene (eshA) encoding the 52-kilodalton protein of Streptomyces coelicolor A3(2) required for antibiotic production 査読有り Open Access

    KAWAMOTO S.

    J. Bacteriol.   183 巻 ( 20 ) 頁: 6009 - 6016   2001年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1128/jb.183.20.6009-6016.2001

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  49. tRNA Recognition of tRNA-guanine Transglycosylase from a Hyperthermophilic Archaeon, Pyrococcus horikoshii 査読有り

    Masakatsu Watanabe, Nobukazu Nameki, Mami Matsuo-Takasaki, Susumu Nishimura, Norihiro Okada

    Journal of Biological Chemistry   276 巻 ( 4 ) 頁: 2387 - 2394   2001年1月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1074/jbc.m005043200

    Web of Science

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  50. Biosynthesis of Archaeosine, a Novel Derivative of 7-Deazaguanosine Specific to Archaeal tRNA, Proceeds via a Pathway Involving Base Replacement on the tRNA Polynucleotide Chain 査読有り Open Access

    Masakatsu Watanabe, Mami Matsuo, Sonoko Tanaka, Hiroshi Akimoto, Shuichi Asahi, Susumu Nishimura, Jon R. Katze, Takeshi Hashizume, Pamela F. Crain, James A. McCloskey, Norihiro Okada

    Journal of Biological Chemistry   272 巻 ( 32 ) 頁: 20146 - 20151   1997年8月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1074/jbc.272.32.20146

    Open Access

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  51. A Novel Enzymatic Decarboxylation Proceeds via a Thiol Ester Intermediate. 査読有り

    Kawasaki Takayasu, Watanabe Masakatsu, Ohta Hiromichi

    Bulletin of the Chemical Society of Japan   68 巻 ( 7 ) 頁: 2017 - 2020   1995年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Chemical Society of Japan  

    It is proposed that arylmalonate decarboxylase (AMDase)-catalyzed decarboxylation proceeds via a thiol ester intermediate. Kinetics and CD spectra indicated that α-bromophenylacetate is a competitive inhibitor. TOF mass data indicated that the inhibitor bound with the enzyme through a thiol ester bond which was formed between a cysteine residue of the enzyme and the carboxyl group of the inhibitor. This result was also supported by reactivation of the enzyme by the addition of 2-mercaptoethanol, which is expected to cleave the enzyme–inhibitor bond via nucleophilic attack on the thiol ester linkage.

    DOI: 10.1246/bcsj.68.2017

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書籍等出版物 1

  1. Pigments, Pigment Cells and Pigment Patterns

    Seita Miyazawa, Masakatsu Watanabe, Shigeru Kondo( 担当: 共著 ,  範囲: Theoretical Studies of Pigment Pattern Formation)

    Springer  2021年6月 

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MISC 4

  1. ゼブラフィッシュを用いたパターン形成研究 招待有り

    臼居優, 渡邉正勝  

    医学のあゆみ272 巻 ( 3 ) 頁: 247 - 248   2020年1月

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    担当区分:最終著者, 責任著者  

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  2. ゼブラフィッシュのチューリングパターン形成メカニズムの解析

    渡邉正勝  

    実験医学増刊   2017年3月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者  

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  3. 細胞間相互作用とパターン形成 招待有り

    渡邉正勝, 近藤滋  

    生体の科学 [増大特集]生命動態システム科学65 巻 ( 5 ) 頁: 422 - 423   2014年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者  

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  4. ゼブラフィッシュの色素細胞間相互作用とパターン形成 招待有り

    渡邉正勝  

    関西実験動物研究会会報35 巻   頁: 52 - 59   2013年12月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. イオンチャンネルはいかにパターン形成に関わっているのか

    2008年11月 - 2010年5月

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    資金種別:競争的資金

  2. 体表模様形成機構の進化的研究

    2007年4月 - 2009年3月

    稲盛財団研究助成金 

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    資金種別:競争的資金

科研費 23

  1. 近縁ナマズ2種のゲノム比較に基づく体組織の高度な透明化に関わる遺伝子基盤

    研究課題/研究課題番号:24K21986  2024年6月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    二階堂 雅人, 長澤 竜樹, 渡邉 正勝, 伊藤 武彦

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    担当区分:研究分担者 

    いくつかの生物がもつ「透明な体」には興味が集まるが遺伝的基盤の知見は少ない。これまでにゼブラフィッシュなどの色素欠損系統が作出されてきたが、十分な透明化に至っておらず、色素以外の要因も高い透明性に関わると予想される。そこで我々は筋肉や皮膚の透明度が高い「透明ナマズ」および近縁種の「不透明ナマズ」のゲノム比較(進化圧解析・遺伝子発現解析)を進め、体組織の透明化に関わる候補遺伝子を網羅的に特定する。

  2. パターン形成におけるギャップ結合回路の機能解明

    研究課題/研究課題番号:24K09472  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

    ゼブラフィッシュの体表模様形成は、個体の発生に沿って複数の段階を経て完了する。ギャップ結合が関与するステップとして、①色素前駆細胞の黄色素細胞あるいは黒色素細胞への分化(スイッチング)と成熟、②黒色素細胞集団サイズ(ストライプ幅、スポットサイズ)の規定、③黒-黄色素細胞集団間の境界形成、があげられる。
    本研究課題では、これら3つのステップそれぞれでギャップ結合の機能解明を行い、パターン形成の全容解明に近づける。

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  3. 貝殻を利用する矮小シクリッドの平行進化および側所的種分化の機構解明

    研究課題/研究課題番号:23K23949  2022年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高橋 鉄美, 京極 大助, 二階堂 雅人, 渡邉 正勝

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    担当区分:研究分担者 

    タンガニイカ湖に固有なシクリッド科魚類Telmatochromis temporalisには体サイズに多型があり、岩の隙間に隠れる普通型から、巻貝の殻に隠れる矮小型が並行して複数回進化した。また、隣接して生息する二型は極めて近縁であるが、生殖隔離が成立している。本研究では、①普通型が矮小型へ進化した機構を分子生物学的に検証し、また②側所的種分化の初期段階として、体サイズに対する同類交配が再現できるか飼育実験で確かめる。
    タンガニイカ湖に固有なTelmatochromis temporalisには三つの生態型が見られる。岩の隙間に隠れる普通型(最大体長8cm)、シェルベッド(巻貝の空き殻が敷き詰められた底質)に生息して貝殻を隠れ場所とする矮小型(同4cm)、そして岩と砂の混ざった底質に生息して岩の下に隠れる痩身型(同6cm)である。本研究では、矮小型の進化に注目して、1)普通型の体サイズに関するstanding genetic variation (SGV)が矮小型への平行進化を可能にしたとする仮説を分子生物学的に検証し、2)側所的種分化の初期段階として、岩場とシェルベッドで体サイズに対する同類交配が生じるかを飼育実験で確かめる。
    1の研究では、体サイズの責任遺伝子を探索するため、pooled genome-wide association study (pool-GWAS)を行った。その結果、矮小型が並行して進化したチブウェンソロとウォンジにおいて、10個の共通する一塩基多型(SNPs)を特定した。さらにそれらのSNPsを、普通型と矮小型を交配して作成したF2でジェノタイピングし、3つのSNPsで体サイズと関係することが明らかとなった。これらのSNPsは、普通型で多型として維持されており(SGV)、シェルベッドが出現した際に、小さい体サイズを発現するアリルに選択圧がかかり、矮小型が進化したことを示している。しかし、これらのSNPsでは体サイズに対する寄与率が低いため、他の遺伝子も体サイズ進化に関わっていると考えられ、今後の課題として残った。
    2の研究では、両型を交配させたF2が必要である。現在、昨年3月に持ち帰った個体からF1を20個体程度得たところである。まだ成熟していないが、飼育は順調に行われている。
    このほか、現地調査で痩身型の進化について調べた。それを含め、3報を投稿中である。
    予定していたpool-GWASを行い、その内容を論文としてまとめ、現在投稿中である。また飼育実験も順調に進んでおり、同類交配の実験を行うF2を作出するためのF1を得ることができた。さらに、これまで不明だった痩身型の進化要因と、普通型との生殖隔離についても現地でデータを取得することができ、この内容についても、現在投稿中である。また、ルンド大学の坪井博士とともに、種内での適応への反応が、種間の進化にどのように影響するかについて種間比較法を用いて解析した。この内容についても、現在投稿中である。
    以上を鑑み、「おおむね順調に進展している」とした。
    今後は、pool-GWASで見つかった遺伝子について、ゼブラフィッシュを使った遺伝子編集で機能を確認する予定である。また飼育実験では、F2を作成し、ハビタットごとに同類交配をするかの実験を始める予定である。また、これは研究計画の範囲を超えるが、できればタンザニアにある他のシェルベッドにも訪れ、そこの矮小型についても調べたい。

  4. ゼブラフィッシュ体表模様形成の分子機構の解明

    2021年11月 - 2023年10月

    大隅基礎科学創成財団  研究助成 

    渡邉正勝

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    担当区分:研究代表者 

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  5. 貝殻に住む矮小シクリッドが平行進化した遺伝機構の解明

    研究課題/研究課題番号:18H02499  2018年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高橋 鉄美, 曽田 貞滋, 渡邉 正勝

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    担当区分:研究分担者 

    タンガニイカ湖に固有なシクリッドであるTelmatochromis temporalisには、岩場に生息する普通型と、巻貝の空き殻が敷き詰められたシェルベッドに生息する矮小型が生息する。矮小型は、湖沿岸に広く分布する普通型から、2カ所で平行して進化したことが分かっている。本研究は、この平行進化の分子機構を解明することを目的とした。研究期間に、普通型と矮小型を交雑してF2世代を作成し、QTL解析を行なった。その結果、少なくとも4遺伝子座が体サイズと関係することが示された。また、本種に第三の生態型である痩身型の素性を調べるため形態と分子の解析を行、本型が他の型や種とは異なることが明らかとなった。
    Telmatochromis temporalisの普通型と矮小型は、体サイズを介した生態的種分化の例である。また両型の体サイズは分断自然選択と生殖隔離の両方と関係することから、マジックトレイトと考えられる。両型は遺伝的に近いことから、種分化の途上にあると考えられる。このことから、多様な生物を創出したメカニズムの一つと考えられる生態的種分化の詳細を調べるのに適した材料であり、本研究でその遺伝的基盤を探索したことは、進化生物学的にも意義がある。昨今、高校でも進化について深く学ぶようになってきた。代表者は積極的に本成果を高校生や一般の方にセミナーで話しており、本研究の社会的意義は高いと考える。

  6. 細胞集団形成と集団間相互作用による形づくり

    2017年 - 2020年

    日本学術振興会  基盤研究(B) 

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  7. ゼブラフィッシュ黒色素細胞をターゲットとした、新規色素細胞関連遺伝子の単離および機能解析

    2017年

    花王メラニン研究会  研究助成 

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  8. 「拡散しない反応拡散」に基づく形態形成の分子機構

    2015年 - 2017年

    日本学術振興会  基盤研究(B) 

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  9. シクリッドにおけるオス集団内色彩二型の進化に関する研究

    研究課題/研究課題番号:26291078  2014年4月 - 2018年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高橋 鉄美, 曽田 貞滋, 渡邉 正勝, フィリ ハリス, ムベウェ ムバムワイ, スィニンザ ダニー, バンダ テイラー, マカサ ローレンス

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    担当区分:研究分担者 

    本研究は、タンガニイカ湖に固有なCyprichromis属魚類のオスに見られる色彩二型の遺伝的基盤と維持機構の解明を目的とした。
    遺伝的基盤については、XPO4の重複回数とSNPsが複合して関係するとの結果を得た。しかし、種間で共通する変異が見つかっていないこと、および遺伝子編集で再現出来ていないことから、最終的な結論は得られていない。ここまでの成果で、論文を執筆中である。
    維持機構については、繁殖に参加する色彩型が季節によって異なるとの仮説を検証している。現在、2種で数年分のサンプルを得ており、約半分の解析を終え、仮説を支持する結果が得られている。今後、さらに数年分のデータを追加する。

  10. ギャップ結合が細胞集団の大きさと細胞集団間の距離を決める機構の解明

    2014年 - 2016年

    日本学術振興会  基盤研究(B) 

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  11. ギャップ結合によるTuring波形成の普遍性の検討

    2014年 - 2015年

    日本学術振興会  挑戦的萌芽研究 

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  12. ギャップ結合が作る細胞間相互作用と生物の形

    2013年 - 2014年

    文部科学省  新学術領域研究 

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  13. 細胞種間の境界を決める分子機構

    研究課題/研究課題番号:23770247  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  若手研究(B)  若手研究(B)

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    ゼブラフィッシュの体表模様を題材に、異種細胞集団間で境界を作るメカニズムの解析を行った。ゼブラフィッシュの体表模様は黒色素胞と黄色素胞から構成される。黒色素胞と黄色素胞が混ざり合う体表模様変異体daliの解析を行ったところ、Tetraspanin 3C(Tspan3C)と名付けた新規膜蛋白質に変異が入っていることを見出した。今回検出したアミノ酸置換によりTspan3Cの糖鎖修飾に異常が起こり、膜局在が不十分になる。その結果、黒色素胞の移動能の低下、黒色素胞―黄色素胞間の反発相互作用が低下し、色素細胞間の境界形成ができなくなっていることが分かった。

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  14. シクリッドの適応放散メカニズム

    研究課題/研究課題番号:18405007  2006年 - 2008年

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    岡田 典弘, 堀 道雄, 渡邉 正勝, 二階堂 雅人

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    担当区分:研究分担者 

    シクリッドを用いて適応放散の分子メカニズムの解明を目的に研究を行い、視覚の環境への適応とそれに伴う婚姻色の進化が種分化を引き起こし、適応放散につながったことを明らかにした。

  15. 動物の皮膚模様形成原理の分子レベルでの全容解明

    研究課題/研究課題番号:17017017  2005年 - 2009年

    科学研究費助成事業  特定領域研究

    近藤 滋, 渡邉 正勝

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    担当区分:研究分担者 

    動物における自律的なパターン形成の基本原理がTuring波であるとの仮説を検証するため、ゼブラフィッシュの模様形成機構を分子レベルで解析した。その結果(1)ゼブラフィッシュの模様は、Turing波と一致する動的な性質を持つこと、(2)色素細胞間の相互作用がTuring波形成の条件を満たすこと、(3)Turing波形成にかかわる分子が、ギャップジャンクション、Notch-Delta, Kirチャンネルであることを突き止めた。目標の90%は達成されており、Turing波形成の完全解明も、目前に迫ったといえる。

  16. 高精度比較ゲノム地図の作成と、それに基づいた比較ゲノム構造解析研究

    研究課題/研究課題番号:17018031  2005年 - 2009年

    科学研究費助成事業  特定領域研究

    藤山 秋佐夫, 黒木 陽子, 豊田 敦, 渡邉 正勝, 二階堂 雅人

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    担当区分:研究分担者 

    本研究では、霊長類から単孔類までの哺乳類ゲノムと硬骨魚類ゲノムを対象とした系統的かつ網羅的な比較解析により、ヒトへと向かう進化経路で起きたイベントをゲノムレベルでの変遷過程として解明することを目指して研究を行った。主要な成果の一つに、チンパンジ-の常染色体とY染色体の構造決定とヒトゲノムとの比較ゲノム解析から、両者の進化経路の特徴とヒトの進化に反復配列の増幅が重要であったことを示したことがある。

  17. シクリッドの顎歯の発生及び形態の多様化に関する研究

    研究課題/研究課題番号:17791299  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    渡邉 正勝

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:3500000円 ( 直接経費:3500000円 )

    カワスズメ科魚類(シクリッド)の歯の形成は、主に咽頭歯の発生を中心に解析がなされており既にいくつかの報告がある。特にエナメロイドの石灰化に至る過程は電子顕微鏡を用いた観察がなされており、本研究の重要な参考資料として位置づけられる。一方で顎歯の形成に関しては、咽頭歯と同じ機構で発生するとされているため詳細な記載はされていない。ところで、我々は、シクリッドを用いた生物の多様化・種形成の分子メカニズム解明という課題で研究を進める過程で、シクリッドの有する種特異的に多様化した顎歯の形態に着目している。
    シクリッドの種形成の分子メカニズムを解析する目的で、地理的隔離に関与する食性に着目し、顎部特異的に発現する遺伝子の解析を行った。DNAチップを用いて、異種間における遺伝子発現の差を解析したところ、magp4遺伝子に顕著な差が得られた。本遺伝子はヒトの遺伝病に関与する可能性があることから、シクリッドの種特異的な骨格形成に関与する可能性が示唆された。
    また、哺乳類において歯冠の形成に大きくかかわるTabby及びその関連遺伝子が知られている。本研究ではTabby関連遺伝子としてEDA、EDAR、EDARADD各遺伝子のシクリッドホモログを単離し種間におけるゲノム比較解析を行った。その結果、遺伝子配列にはアミノ酸置換は検出されなかった。次に、これら遺伝子の発現量が顎歯の形態に影響を与える可能性を検討するため、in situハイブリダイゼーション及び定量PCRでの発現解析を計画中である。

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  18. 生体パターン形成原理の実験的ならびに数理解析的解明

    研究課題/研究課題番号:16GS0307  2004年 - 2008年

    科学研究費助成事業  学術創成研究費

    近藤 滋, 川上 浩一, 渡邉 正勝, 宮澤 清太

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    担当区分:研究分担者 

    ゼブラフィッシュの皮膚模様形成機構に関して、以下の結果を得た。
    1)色素細胞間の相互作用のネットワークを明らかにした。
    2)上のネットワークを組み込んだ計算機シミュレーションが、模様形成の過程を正確に再現した。
    3)模様変異突然変異2種の遺伝子クローニングした。
    4)クローニングされた遺伝子は、Kチャンネルとギャップジャンクションであった。
    5)クローニングされた遺伝子、または改変した遺伝子を導入することで、模様がさまざまに変化することを発見した。
    6)5の事実から、模様形成のためのシグナル伝達には、イオンや低分子が重要な役割を果たしていることが明らかになった。
    以上により、ゼブラフィッシュの皮膚模様形成に関して、多くの事実が発見され、模様形成原理の解明に大きく近づくことができた。

  19. シクリッドのBMP4周辺領域の解析

    研究課題/研究課題番号:16027216  2004年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    渡邉 正勝, 岡田 典弘, 岡田 典弘

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4000000円 ( 直接経費:4000000円 )

    生物進化の過程で起こったゲノム上の変化が、どのように表現形に結びつき、種の多様化や種の分化を引き起こしているのかという問題に対し、シクリッドの顎部形態の形成機構をモデルとして解析を行う。シクリッドは、その生態的特徴からそれぞれの種ごとに種特異的な外部骨格を有しているが、一方では、種の分化にかかった時間が非常に短いため、互いの遺伝的距離はほぼゼロに等しいと考えられている。このため、近縁種間の塩基配列や遺伝子発現の比較解析により、形態の多様化に関係する遺伝子を検出し、解析を行った。本年度はシクリッドゲノムのBMP4領域に関して、BACライブラリーを単離し、そのサブクローニングから、上流2kb領域の配列決定を行った。この領域に関して任意のシクリッド種内で多型を示すSNPを検出した。このSNPを指標にはプロタイプの比率を種間で比較したが、優位な差は見られなかった。現在、更に上流を読み進み、多型解析を進める予定である。また、昨年度までにDNAchipを用いた遺伝子発現量の比較解析により得られている、シクリッドの種間で発現量が大きく異なる下記の遺伝子に関する解析を進めた。次に昨年度作成したCiMP1抗血清の再精製を行い免疫染色の実験を行った。その結果、CiMP1が頭部組織においては上皮組織および基底膜に局在するという結果を得た。この結果からは、頭部側線が形成される部位にCiMP1の局在も観察された。頭部側線系は魚類において発達している硬骨性の感覚組織である。そしてこの側線系が頭部骨組織形成時において重要な役割を果たしていると考えられている。すなわち、頭部骨組織の形成に先立ち、側線系の硬骨化が始まり、それがきっかけとなって頭部骨組織の硬骨化が引き起こされるというものである。現在、シクリッドの稚魚の成長の詳細な観察を行っており、初期データでは実際に側線系の硬骨化が頭部骨組織の硬骨化よりも先立つという結果を得ている。この解析はさらに詳細におこなう必要があるが、これらのデータから頭部骨組織の硬骨化と頭部側線系の形成の関係が明らかになると期待される。

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  20. 種形成の分子機構の総括

    研究課題/研究課題番号:14087101  2002年 - 2008年

    科学研究費助成事業  特定領域研究

    岡田 典弘, 堀 道雄, 澤村 京一, 石田 直理雄, 長谷部 光泰, 荻原 保成, 小熊 譲, 舘田 英典, 渡邉 正勝

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    担当区分:研究分担者 

    特定領域研究「種形成の分子機構」は「生物の多様性が如何にして獲得されたのか?」という生物学における最も大きな問題を分子レベルで解き明かしていく事を目標としてきた。この問題は進化論が発表されて以来、多くの研究者が興味を持ち続けてきたテーマでもあるが、実際の研究方法を見出すことにおいて困難を極めていた。そこで我々は植物から昆虫、脊椎動物など様々な生物種を用い、統合的な視点から種の分化という問題に取り組んできた。この研究領域は平成19年度には終了していたが、その研究成果の取りまとめのために、本年度も期間を延長して研究を実施した次第である。本年度において、我々はこれまでに研究を続けてきたヴィクトリア湖シクリッド研究に関して次その生態調査で集めた膨大なシクリッドの生体情報を体系的にまとめあげ、「ヴィクトリア湖南部のシクリッド-種形成の現場]としてカラー図版を出版した。この図版は生きた状態のシクリッドカラー写真が1000枚以上掲載され、総ページ数が250を超えており次可能な限りの情報を組み込んである。この図版はシクリッド研究者だけでなく多くの進化生物学者にとって重要な意味合いをもつだろう。また、我々の視覚研究の内容が2008年のNature誌に掲載され、さらには、News and Viewsにも紹介されるなど、本特定領域研究で実施してきたこれまでの研究を世界に向けて発信することができたのではないかと考えている。

  21. シクリッドの爆発的多様化の分子機構

    研究課題/研究課題番号:14087202  2002年 - 2007年

    科学研究費助成事業  特定領域研究

    岡田 典弘, 二階堂 雅人, 高橋 一彦, 川上 浩一, 渡邊 正勝, 佐藤 哲, 大島 一彦

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    担当区分:研究分担者 

    1)本年度までに視覚の適応を介した種の分化と形成の分子機構が明らかにし、この機構がビクトリア湖産シクリッドの共通の機構である可能性を示唆した。また水深や透明度などビクトリア湖の様々な環境に生息する種の視覚関連遺伝子が、生息環境の光に適応するように分化していることが示された。そこで今年度はこれらの遺伝子の配列から光受容体を再構築し吸収波長の測定を行った。その結果、これらの遺伝子が機能的にもそれぞれの生息環境の光に適応してきたことが明らかになった。また視覚関連遺伝子の近傍領域の配列を用いて系統樹を構築し、ビクトリア湖の種の適応の歴史を推定した。その結果、ビクトリア湖の種は透明度の低い河川の環境から深場や透明度の高い岩場などの湖特異的環境に適応して来たことが推定された。
    2)哺乳類フェロモン受容体ホモログであるVIR遺伝子をシクリッドから単離したところ、、これまで単一の遺伝子だと考えられていたこの遺伝子が6つの遺伝子からなる遺伝子ファミリーを形成していることが明らかになった。このうち2っの遺伝子はビクトリア湖の種間でそのアミノ酸配列が多様化しており、また種特異性も見られた。このようなアミノ酸の多様化と配列の種特異性は、これまで種の分化形成に関与してきたことを明らかにした。視覚関連遺伝子のみで見られていた。そのため、このVIR遺伝子も嗅覚を介して種の分化形成に関与してきた可能性が高いと考えられる。
    3)モデル脊椎動物ゼブラフィッシュにおいて、エンハンサートラップ法を開発した。これにより発生関連遺伝子の変異の分離と機能解析が可能となった。またトランスポゾンを用いたGa14-UAS法を確立した。これにより特定の細胞で任意の遺伝子を発現させ機能解析することが可能になった.

  22. シクリッドを用いた形態形成機構の多様化に関する研究

    研究課題/研究課題番号:14034216  2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    渡邉 正勝, 岡田 典弘, 岡田 典弘

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:5200000円 ( 直接経費:5200000円 )

    カワスズメ科魚類(シクリッド)が進化の過程で獲得した形態的な多様化に関わる遺伝的要因のスクリーニング及び解析を行った。これまでに解析、作成を進めているEST配列、DNAチップを用いて、(1)顎部形成に関わる遺伝子発現プロファイルの作成(解析種;Oreochromis niloticus, Haplochromis parvidens)、(2)シクリッドの種間における遺伝子発現の相違の解析(比較、解析種;Haplochromis parvidens, Haplochromis sp."Redtailsheller", Haplochromis chilotes, Haplochromis sp."rockkribensis")、更には個々の遺伝子の解析を進めている。(1)により、受精後8日、12日、16日、32日の顎部形態の形成・成熟期における発現遺伝子のクラスタリングを行った。この時期は骨格の多様化の要因となる軟骨及び硬骨の形成時期であり、検出された遺伝子群と形態形成との関連を解析中である。(2)により、特に顎部における硬骨の形成が開始される受精後15日〜20日の遺伝子発現を種間で比較した。その結果、ヒトの形態異常を引き起こす遺伝病の原因遺伝子の発現が、シクリッドの種間で異なる発現様式を示すととが分かった。現在、これらの遺伝子の機能解析をゼブラフィッシュへの遺伝子導入により解析中である。また、これとは別にDNAチップにより検出された、形態形成に関与することが示唆されているメタロプロテアーゼの機能解析を進めたところ、ゼラチンやフィブロネクチンなどを分解する活性を有していることが明らかになった。これらのタンパク質は細胞外マトリクスの主要な構成成分であり、この再構成が器官の形態形成に非常に重要な役割を果たしていることから、本遺伝子がシクリッド形態の多様化に関与していることが示唆された。

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  23. 形態形成機構の多様化と種形成メカニズムに関する研究

    研究課題/研究課題番号:13045012  2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究(A)

    渡邉 正勝, 岡田 典弘, 岡田 典弘

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:2300000円 ( 直接経費:2300000円 )

    近縁種間の比較ゲノムを行なうことにより、生物の発生プログラムの多様化機構を解明することを目的とする。
    カワスズメ科魚類・シクリッドは形態的にも生態的にも非常にバラエティーに富む小型魚類で、世界中の熱帯域に広く分布している。この中で、アフリカのヴィクトリア湖に生息するシクリッドは、僅か1万2千年という非常に短い期間に数百種へと種分化を起こしたとされる生物集団である。我々は、ヴィクトリア湖産シクリッドという非常に近縁な生物種間での比較ゲノムを行なうことにより生物に形態変化をもたらした原因遺伝子のスクリーニングを行い、進化の過程で起こった生物の多様化機構を解明するものである。20日齢のシクリッド稚魚の顎部分より作成したcDNAライブラリーの6000クローンのシークエンシングを行った。そこから得られた重複を除く約1300の遺伝子を用いてDNAチップを作製した。このDNAチップを用いて研究室内にて繁殖させたシクリッドの幼魚の顎部分における発現遺伝子を種間で比較した。種間比較にはHaplochromis sp. "Redtail sheller"及びHaplochromis sp. parvidensを用いた。両者の各成長段階(10日齢、20日齢、30日齢)における遺伝子発現の比較を行ったところ、08f04,34ellはHaplochromis sp. "Redtail sheller"で、02allはHaplochromis sp. parvidensで相対的に高い発現が見られた。in situ hybridizationの結果、08f04,34ellはシクリッド稚魚の唇の上皮での強い発現が見られた。Haplochromis sp. "Redtail sheller"とHaplochromis sp. parvidensは成魚の特徴として食性に大きな特徴があり、顎の形態・骨格に差異が見られるが上皮に種特異的な特徴が存在するかは現段階では明らかではない。

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