2016 Fiscal Year Research-status Report
細胞のキラリティが内臓の左右非対称な捻転を引き起こす機構の解明
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15K07077
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
稲木 美紀子 大阪大学, 理学研究科, 助教 (10747679)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 左右非対称性 / 細胞キラリティ / 細胞移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、ショウジョウバエ胚の後腸をモデルとして、内臓の左右非対称性の形成機構を研究している。ショウジョウバエ胚の後腸は、左右対称な構造として形成された後、胚の後方からみて反時計回りに90度捻転し、左右非対称な構造をとる。このとき、捻転前の後腸上皮細胞の頂端面が左に傾いているという細胞キラリティ（鏡像と重ならない性質）が重要な働きを持つ可能性が示されてきたが、詳細な機構は分かっていない。研究代表者は、連携研究者とともに2D Vertexモデルを用いたシミュレーションを行い、左右非対称な捻転に寄与する細胞挙動を予測した。それにより、まず細胞のキラリティが解消され、その後細胞が下に位置する細胞に対して相対的な位置を変え、捻転方向にスライドするという新規の細胞挙動が予測された。実際に、このような細胞挙動がin vivoでみられるかを検証した。蛍光共焦点顕微鏡を用いたライブイメージングにより、実際に細胞が下（胚の後方）に位置する細胞に対して捻転方向に有意に移動することが確かめられた。また、二光子顕微鏡を用いて、腸管の腹側の細胞に関しても捻転方向への有意なスライドを確認した。捻転方向が鏡像化する突然変異体Myosin31DFでは、細胞が野生型とは逆の変態の捻転方向に有意にスライドすることが確認できた（投稿中）。さらに、成虫の生殖器回転を指標とした、ショウジョウバエの左右性に関わる新規遺伝子のスクリーニングを行い、いくつかの候補遺伝子の単離に成功した。
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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
昨年度までに、通常の蛍光共焦点顕微鏡と二光子顕微鏡を用いて、野生型と逆位の変異体Myosin31DFでの細胞スライドを確認していた。今年度は、ショウジョウバエのE-カドヘリンをコードする遺伝子shotgunの変異体でのライブイメージングを試みたが、系統が致死になるなどの問題が起き、今年度の終わりに、系統作製に至り、実験を始めたところのため、データ解析は終了していない。来年度中には解析を終えられると考えられるため、予定通りに進行していると言える。
RNA干渉を用いたスクリーニングでは、解析対象を成虫の精巣に切り替えたため、解析が進み、複数個の候補遺伝子を得ることに成功した。来年度、スクリーニングを終え、候補遺伝子の解析に移れるため、予定通りに進行していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの野生型および逆位の変異体Myosin31DFを用いた解析から、細胞がその相対的位置を捻転方向にずらす細胞スライドと名付けた新規の細胞挙動が重要である可能性を示してきた。また、これまでに上皮細胞の形態形成において重要と言われてきた、細胞のインターカレーションは左右非対称な捻転にはあまり重要でなく、後腸の前後方向への伸長に働いているのではないかと考えられた。今後、-カドヘリンをコードする遺伝子shotgunの変異体でのライブイメージングにより、捻転が遅れ、後腸の伸長のみがみられる個体を解析することで、細胞スライドとインターカレーションの役割がより明瞭になると期待される。
また、細胞スライドの基となる分子機構を明らかにするため、細胞収縮にかかわるII型ミオシンの役割を、RNA干渉を用いた実験により明らかにしていく。
RNA干渉を用いたスクリーニングを完了するとともに、得られた候補遺伝子について、RNA干渉と突然変異体を組み合わせて、Myosin31DFとの関係性を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
ショウジョウバエ系統の購入費用の計画であったが、近隣研究機関からの譲渡を受けたため、購入の必要がなくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度の使用計画のほかに、新たにスクリーニングにより候補遺伝子が得られたため、その突然変異体の購入費用にあてる計画である。
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