2017 Fiscal Year Annual Research Report
表皮組織のバリア機能を維持する細胞競合因子の同定と作用機序の解明
| Project Area | Cell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community |
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| Project/Area Number |
26114003
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
倉永 英里奈 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90376591)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞死 / 細胞競合 / 頂端部収縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ショウジョウバエ蛹期にみられる腹部表皮細胞の入れ替わりを細胞競合の一例と捉え、遺伝学的スクリーニングを用いることで細胞間に介在する非自立的細胞死を誘導する因子の同定を目指している。
RNAi系統を用いた遺伝学的スクリーニングにより、細胞競合制御因子の候補を同定し、その解析を行っている。敗者（幼虫細胞）側の細胞競合実行因子として、ショウジョウバエミオシンVIホモログであるjarが同定された。ミオシンVIは哺乳類で、クラスリン依存的な小胞輸送に関与することが報告されており、エンドサイトーシスを介した細胞競合の実行経路が想定され、その解析を進行している。jar::venusノックインショウジョウバエを、CRISPR/Cas9システムを使って作製し、jarが幼虫細胞内で、成虫細胞側に蓄積すると、その幼虫細胞が細胞死を起こすことが明らかになった。また、jarは幼虫細胞がアポトーシスを起こす際の頭頂部収縮の過程において、収縮のタイミングで細胞接着領域に強く局在することが、観察により明らかになった。細胞死の実行メディエーターであるカスパーゼの阻害タンパク質p35を発現させた幼虫細胞ではjarの集積が起こらないことから、jarの集積はカスパーゼシグナルの下流にあることが示された。また、jarの集積は頂端部収縮の直前以外にも幼虫細胞と成虫細胞の境界に位置する幼虫細胞でも観察され、その集積はp35によって抑制されないことから、カスパーゼ活性化よりも前のタイミングで集積し、細胞死の実行に何らかの寄与をしていることが示唆された。幼虫細胞におけるjarの機能について引き続き解析を行っていく。また、細胞集団の形状に基づいたスクリーニングにより同定されたチロシン脱リン酸化酵素についても、細胞競合との関連性を見いだしており、その詳細について解析を行っている。
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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
スクリーニングにより同定された、成虫細胞または幼虫細胞での細胞競合制御因子に関して、トランスジェニックやノックイン、ノックアウトの作製にとりかかり解析を進行している。また、トランスクリプトーム解析によって得られた情報を解析し、候補遺伝子の選別、検証実験について遂行している。また、領域内の連携として公募研究代表者の藤本先生と細胞競合の力学的フィードバック機構について共同研究を行い、共著論文を報告した。また、同じく公募研究代表者の林先生と、ショウジョウバエ上皮組織における細胞競合の共通メカニズムを題材に、意見交換や材料授受など、共同研究を展開している。
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| Strategy for Future Research Activity |
RNAi系統を用いたスクリーニングによって同定された候補遺伝子の解析は引き続き行う。候補分子が既知の細胞競合に関与する分子群と相互作用するかどうか、人工的な細胞競合モデルを用いて、遺伝学的相関を確認する。また、トランスクリプトーム解析によって得られた情報を解析し、候補遺伝子の選別、検証実験についてさらに遂行する。前述した領域内共同研究をさらに進展させていく。加えて、in vivo RNAiスクリーニングにより同定された、解析中の勝者因子と敗者因子について、データを取りまとめ、論文として報告する。
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