近年，多細胞動物の初期発生研究において，細胞外基質（ECM）の役割が大きな注目を集めている．ECMはおもに細胞間シグナルの調節因子として，初期胚パターニングに必須な役割を担うことが明らかになりつつある．しかし，タンパク質レベルでの機能解析の困難さが障壁となり，詳細な作用機序は依然として不明である．研究代表者らは本学術変革領域の第１期公募研究を通じ，ゼブラフィッシュ初期胚の左右軸形成において，分泌性Nodal阻害タンパク質Dand5の左右非対称な蓄積をもたらす新規因子としてヘパラン硫酸プロテオグリカン（HSPG）を同定した．さらに，この研究の過程で，初期胚に発現する種々のHSPGが左右軸形成においてそれぞれ異なる機能を発揮する可能性を見出した．本研究ではこの研究シーズをもとに，さまざまな内在性HSPGを網羅的に可視化し，さらにタンパク質レベルでそれらの機能を時空間的に制御する独自の技術を開発することにより，初期胚パターニングにおいてHSPGがはたすマルチモダルな機能の全貌を世界に先駆けて明らかにする．

The role of the extracellular matrix (ECM) attracts increasing attention in studies of animal development. ECMs are recognized as essential regulators of embryonic patterning, primarily by modulating the extracellular action of signalling proteins. However, detailed roles of ECMs remain largely unclear due to the technical difficulty in analyzing ECM functions at the protein level. Through a first-term project supported by this Transformative Research Area, we identified heparan sulfate proteoglycans (HSPGs) as novel factors that regulate the asymmetric accumulation of the secreted Nodal inhibitor Dand5 during left–right axis formation in early zebrafish embryos. Furthermore, we discovered that various HSPGs expressed in early embryos may play distinct roles in left–right patterning. Based on these findings, we aim to comprehensively visualize diverse endogenous HSPGs and to develop novel technologies for spatiotemporal control of their functions at the protein level.