2017 Fiscal Year Annual Research Report
折りたたみの細胞シートから構築される昆虫外骨格の３Ｄ形態
| Project Area | Discovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms |
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| Project/Area Number |
15H05862
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大澤 志津江 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (80515065)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 成虫原基 / 外部形態 / 折り畳み / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
幼虫期の組織であるショウジョウバエ成虫原基は、折り畳まれた上皮層（Disc Proper; DP）と、それを覆う上皮層（Peripodial Membrane; PM）から構成される袋状の構造を示す。興味深いことに、変態ホルモンであるエクダイソンが成虫原基に作用すると、折り畳まれたDisc Properが３次元的に展開するとともに、PMが脱離し、最終的にはDisc Properのみから構成される特定の外部形態が形作られる。我々は、成虫原基から外部形態へと変形する仕組みを明らかにするため、その変形過程を制御する遺伝子群を同定するRNAiスクリーニングを、翅原基をモデル系として行った。その結果、エクダイソンの初期応答遺伝子である核内受容体E75がPMの脱離を制御することが分かった。そこで、このE75によるPM脱離のメカニズムについて解析を進めた結果、（１）PMの脱離には、Matrix Metallopriteinase (Mmp)が重要な役割を果たしていること、（２）E75を成虫原基のPMで強制発現させると、Mmpの発現が誘導されること を見いだした。一方で、肢原基をモデル系として、DPの折り畳み構造を構築するメカニズムの解析にも着手した。共同研究者である井上康博博士（京都大学）の３Ｄシミュレーションにより、折り畳みの形成を担う細胞ダイナミクスの候補として挙げられた「細胞の分裂方向」を明らかにするために、中心体のマーカーであるg-tubulinおよび細胞周期のM期マーカーであるリン酸化ヒストンH3に対する抗体を用いた免疫染色により調べた。その免疫染色画像をもとに、細胞の分裂方向を３Ｄ構築するプログラムを井上康博博士が作成し、現在、細胞分裂方向と折り畳み構造構築の因果関係について解析を進めているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、Peripodial Membrane脱離の分子機構について解析を進めた。井上康博博士により、Disc Properの折り畳みを構築する細胞ダイナミクスの候補として、「細胞の分裂方向」に加え、「Peripodial Membraneによる物理的制約」であることが一昨年度までに示されている。すなわち、Disc Properの折り畳み構造から外部形態への展開には、Peripodial Membraneによる物理的制約の解除が関与している可能性が考えられる。本年度の研究は、この物理的制約を担う分子機構の一端を明らかにしたものであるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
折り畳みの構築メカニズムを遺伝学的解析および数理解析により明らかにする。また、折り畳み構造から外部形態へ展開させるメカニズムについて、RNAiスクリーニングを中心に解析を行うとともに、Peripodial Membrane脱離機構の解析を進展させる。
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