体の前後軸極性が個々の細胞の極性を同調させるロジックの解明

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: From molecules, cells to organs : trans-hierarchical logic for higher-order pattern and structures
• Project/Area Number: 22127005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 澤 斉 国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 教授 (80222024)
• Keywords: Wnt / 非対称分裂 / 細胞極性 / C.elegans / 幹細胞 / Frizzled / βカテニン / 濃度勾配

Research Abstract

発生における組織構築の際、細胞は同じ方向に極性化して協調的に移動、分裂をする。しかし、このような細胞極性が細胞外のシグナルによって制御される機構は明らかでない。線虫C.elegansの発生の際、ほとんどの細胞は前後方向に分裂し、運命の異なった娘細胞を作り出す。これらの非対称分裂に必要な細胞の極性はβカテニンなどが細胞内で非対称に局在する新規のWntシグナル経路によって、どの細胞でも同じ方向に同調されている。我々はseam細胞と呼ばれる表皮系幹細胞群の極性が3種類のWnt(CWN-1,CWN-2,EGL-20)によって冗長的に制御されていることを明らかにしている。Wntの三重変異体では、幹細胞は極性化するが、極性の方向が異常になることから、Wntは極性の方向を制御している。またWntのうちCWN-2は体の前方で、CWN-1,EGL-20は後方で発現している。幹細胞は前方から来るWntにも、後方から来るWntに対しても正確に位置情報を読み取って正常に極性化するという驚くべき能力を持っていると考えられる。驚いたことに、後方で発現しているWntを前方で発現させても、正常に機能した。これらの結果からWntは発現場所に応じて特異的な機能を持つと考え、細胞特異的なWntの修飾などの可能性を検討している。

Research Products

• [Journal Article] Extracellular control of PAR protein localization during asymmetric cell division in the C.elegans embryo. (2010)
  • Author(s): Arata Y., et al.
  • Journal Title: Development Volume: 137 Pages: 3337-3345
  • Peer Reviewed
• [Remarks]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/MultiOrg/Multicellular/Home.html