2017 Fiscal Year Annual Research Report
Measurement and functional analysis of left-right asymmetric mechanical force driving left-right asymmetric morphogenesis in Drosophila
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15H04378
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松野 健治 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60318227)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 力の計測 / 機械的力 / 左右非対称性 / 組織変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の発生過程で起こる組織形態の変形は、組織が生み出す機械的力によって駆動される場合が多い。これまで、機械的力に依存する組織変形の研究は、機械的力の発生に必要な遺伝子の機能を喪失させた場合の表現型を調べることで行われてきた。しかし、表現型の強弱と機械的力の大きさの間の関係は複雑であり、線形的な関係を予測することはできない。我々は、この問題を解決するためには、野生型胚や突然変異体において、組織が発生する機械的力をin vivoで定量する必要があると考えてた。
多くの生物は左右非対称な構造をしている。ショウジョウバエの多くの器官は左右非対称な構造をとる。ショウジョウバエの胚発生において最も早い時期に左右非対称な形態を示すのは後腸である。我々は、組織が発生する機械的力を測定するための解析系として胚後腸に着目した。胚後腸は、先端が腹側に屈曲した傘の柄のような構造をしている。次に、後腸は、後方から見て反時計回りに捻転することで、左右非対称な構造へと変化する。後腸のみを切り出して器官培養しても捻転は起こるため、捻転を駆動する力は後腸自身が発生させていると考えられる。
胚後腸の先端に磁気ビーズを注入し、外部から磁石で後腸が捻転するのと逆方向にけん引した場合、磁力と後腸捻転トルクが等しければ、後腸の捻転は止まる。この時の磁力は実験で算出できるので、後腸が捻転を駆動する機械的力を実測できる。磁性体の顕微注入、磁力の算出の実験手法を確立することに成功した。しかし、消化管後腸の捻転を停止させることはできていない。これは、後腸捻転と釣り合うだけの大きさの磁力を発生させることができていないためだと考えている。磁性の大きいビーズや、より強力な磁石を用いることで、より大きい磁力を発生させることで、後腸で発生しているトルクを定量することができると予測している。
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| Research Progress Status |
平成29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 |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Book] 遺伝子発現制御機構2017
Author(s)
稲木美紀子, 山川智子, 笹村剛司, 松野健治
Total Pages
264
Publisher
東京化学同人
ISBN
978-4-8079-0917-9
