2013 Fiscal Year Annual Research Report
細胞のキラリティによる左右非対称な組織形態形成のロジック
| Project Area | From molecules, cells to organs : trans-hierarchical logic for higher-order pattern and structures |
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| Project/Area Number |
22127004
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松野 健治 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60318227)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 裕之 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00398819)
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| Project Period (FY) |
2010-06-23 – 2015-03-31
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| Keywords | 細胞キラリティ / MyosinID / 形態形成 / アクチン / 細胞キラリティ / 細胞極性 / コンピュータ・シミュレーション / ショウジョウバエ |
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| Research Abstract |
ショウジョウバエ消化管の左右非対称性が形成される過程で、個々の細胞はキラルな形状[planar cell chirality (PCC)]をとる。本研究では、PCCによって左右非対称な組織構造が形成される機構や、これまでの研究で同定した消化管の左右非対称性形成に必須な遺伝子がPCCの形成でどのように機能しているのかを明らかにすることを目的とする。平成25年度の研究では、次のような成果を得ることができた。
1 Myosin31DF（Myo31DF）突然変異体では、胚後腸の左右非対称性とPCCが鏡像化する。Myo31DF突然変異細胞と野生型細胞からなるキメラの消化管において、PCC形成の有無を調べた。その結果、野生型細胞は正常なPCCを示したが、Myo31DF突然変異細胞はPCCを示さなかった。この結果は、PCCの形成が組織全体で起こるのではなく、それぞれの細胞で個別に形成されることを示唆している。
上で述べたキメラの消化管を模倣した上皮細胞のコンピュータ・シミュレーションを構築した。このコンピュータ・シミュレーションでは、後腸を作っている上皮細胞の管の内側に面した細胞の形態（細胞間の境界）を二次元的に扱っている。in vivoにおけるMyo31DF突然変異細胞と野生型細胞のPCCの様子を再現できるパラメータを検討した結果、野生型細胞は、Myo31DF突然変異細胞と比較して、細胞間の境界に強い収縮力がかかっていることが予想できた。
2 平成24年度の研究において、野生型胚の消化管に磁気ビーズを顕微注入し、磁気ピンセットを用いて左ネジ捻転を止めることで、野生型の左ネジ捻転のトルクを計測した。しかし、磁気ビーズの顕微注入の成功率が低いため、これを改良する必要があった。平成25年度の研究で、極小の鏡を用いることで、顕微注入の過程を三次元的に観察できる仕組みを構築することに成功した。
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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
一部の研究を除けば、当初予定した研究成果が得られているため。また、進展が予定より遅れている研究項目に関しても、平成25年度に改良した方法を用いることで、今後は効率的に研究が進むことが期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
1 後腸上皮細胞の三次元構造のイメージを取得し、後腸の捻転の前後において、上皮細胞の三次元形態にどのような差があるのかを解析する。
2 平成25年度の研究において、後腸の捻転トルクを測定する方法を改良した。これによって、従来よりも効率よくデータが取得できる。野生型胚とMyosin31DF胚で後腸の捻転トルクの向きと大きさを解析する。また、後腸の左右非対称性に異常を示す色々な突然変異体において同様の測定を行う。これらの結果をまとめて、後腸の捻転トルクの大きさと向きを決定する遺伝子の働きを明らかにしていく。
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