2016 Fiscal Year Annual Research Report
左右の非対称性を使って前後方向に鏡像対称な器官を作る機構の研究
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16H04797
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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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)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 器官形成 / 細胞極性 / Wnt / 非対称分裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鏡像対称な生殖巣は、生殖巣の伸長を制御する二個のDTCが鏡像対称な移動（前方のDTCが前方に、後方のDTCが後方に移動）することで形成される。この移動方向は、生殖巣前駆細胞Z1/Z4が鏡像対称な極性を持つ結果であり、これらの細胞の極性方向が逆転すれば、移動方向も逆転する。この極性は、βカテニン(WRM-1)やTCF転写因子(POP-1)の非対称局在を介した非対称分裂を制御しているが、その結果生じた娘細胞(DTC)は母細胞の極性方向に従って移動する。Z1/Z4細胞の極性は、LIN-17/Frizzledと三種類のWnt(CWN-1 CWN-2 EGL-20)が並列に働くことで制御されている。
LIN-17はZ1/Z4細胞の間に存在する生殖細胞との境界に時に強く局在している。さらにカドヘリン/HMR-1もこの境界に局在していることを明らかにした。また、Frizzledの下流で働く、DSH-2/Dishevelledも同様の局在をしている。Z1/Z4細胞と生殖細胞との接着により、LIN-17の局在が誘導される可能性が高い。我々は以前生殖細胞がZ1/Z4細胞の極性に必要であることを示しており、LIN-17がこの境界面に局在することで、生殖細胞からのシグナル受容に関与する可能性がある。
また、われわれは、PCPシグナル経路の変異体(vang-1 prkl-1)でDTCの形成が低頻度であることを発見した。Z1/Z4の極性がβカテニン(WRM-1)を介したシグナル経路のみならず、PCP経路によっても制御されていることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Z1/Z4細胞の鏡像対称な極性は、lin-17/Frizzled cwn-2/Wnt egl-20/Wntによって制御されており、三重変異体(lin-17 cwn-2 egl-20)では、Z1の極性方向がZ1と同じになり、生殖巣は鏡像対称でなく、同じ方向に二本の生殖巣が形成される(Dpd表現形と呼んでいる)。これらの遺伝子の働きを明らかにするために、二重変異体（lin-17 cwn-2、 lin-17 egl-20またはcwn-2 egl-20）で、Dpd表現形を生じる変異体をスクリーニングしたが、この表現形を高頻度に示す変異体は得られなかった。しかし、少なくともそれぞれ、egl-20、cwn-2, lin-17変異体は同定できるはずであり、スクリーニングで用いた変異原が失活していた可能性が高い。
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| Strategy for Future Research Activity |
新しい変異原を用いて上記のスクリーニングを続ける。二重変異体（lin-17 cwn-2、 lin-17 egl-20またはcwn-2 egl-20）を変異原処理して、Dpd表現形を示す線虫を単離し、原因遺伝をについて調べる。
PCP経路の働きを明らかにするために、vang-1, prkl-1とWntやLIN-17/Frizzledとの遺伝学的相互作用を調べる。またVANG-1、PRKL-1の局在をGFP融合蛋白を発現させて調べる。
生殖細胞からのシグナルとLIN-17との関係を明らかにするために、生殖細胞が存在しないmes-1変異体と、lin-17 mes-1二重変異体でZ1/Z4細胞の極性を比較する。lin-17が生殖細胞からのシグナルを仲介しているなら、これらの変異体で極性異常の頻度は同程度になると予想される。
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