2014 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) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 細胞キラリティ / 左右非対称性 / ミオシンＩ / バーテックスモデル / 上皮細胞 / ショウジョウバエ / 消化管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物のからだには、遺伝的に決められた左右非対称性がしばしば認められる。ショウジョウバエ消化管の左右非対称性は、個々の細胞がキラルな形状をとる（以下、細胞キラリティと呼ぶ）ことで形成される。これは、これまでに知られていない左右非対称性形成の機構である。本研究では、細胞キラリティによって左右非対称な組織構造が形成される機構を明らかにすることを目的とする。平成26年度の研究では、次のような成果を得ることができた。
ショウジョウバエ消化管は、後方から見て反時計回りに90度捻転することで左右非対称化する。消化管上皮細胞の頂端面（管腔側）の形態は、消化管の軸方向に長い。消化管の捻転前では、この長軸が消化管の軸（胚の前後方向）から一定方向に傾いている（細胞キラリティを反映）。この傾きは捻転の後では解消される。平成25年度までの研究で、消化管頂端面をバーテックスモデルでシミュレーションした結果、細胞キラリティの解消によって消化管の捻転が説明できることがわかっていた。しかし、消化管の捻転の過程で、消化管上皮組織にどのような変化が起こっているのは不明であった。この問題を解決するために、野生型胚の消化管上皮の核をGFPで可視化し、核の相対的位置の変化をタイムラプス撮影で解析した。その結果、任意の位置の核を基準として、消化管を外から見たとき、一細胞前方の細胞の核は右方向、一細胞後方の細胞の核は左方向にずれることがわかった。消化管の捻転が鏡像化（反転）するMyosin31DF突然変異では、核のずれ方も鏡像化していた。このような核のキラルなずれは、消化管のバーテックスモデルにおいても再現できた。消化管の捻転過程では、消化管上皮細胞の接着面の再編成はほとんど起こっていないことがわかった。この結果から、消化管の一定方向へ捻転は、個々の細胞の変形による相対位置のキラルなずれによって起こっていると考えられた。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Class I myosins have overlapping and specialized functions in left-right asymmetric development in Drosophila2015
Author(s)
Okumura T, Sasamura T, Inatomi M, Hozumi S, Nakamura M, Hatori R, Taniguchi K, Nakazawa N, Suzuki E, Maeda R, Yamakawa T, Matsuno K
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Journal Title
Genetics
Volume: 199
Pages: 1183-1199
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Left–right asymmetry is formed in individual cells by intrinsic cell chirality2014
Author(s)
(4)Hatori, R., Ando, T., Sasamura, T., Nakazawa, N., Nakamura, M., Taniguchi, K., Hozumi, S., Kikuta, J., Ishii, M., Matsuno, K.
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Journal Title
Mech. Dev.
Volume: 133
Pages: 146-162
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 細胞のキラリティによる動物の形態形成2014
Author(s)
Ryo Hatori, Alice Tsuboi, Mai Adachi, Tomoki Ishibashi, Kenji Matsuno
Organizer
第47回日本発生生物学会
Place of Presentation
名古屋
Year and Date
2014-05-29
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