2017 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 | Wnt / 非対称分裂 / 細胞極性 / 細胞移動 |
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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が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。また、Z1/Z4細胞が生殖細胞を包み込むように細胞膜を中央方向に伸ばしたカップ状の非対称な形をしていることから、LIN-17が、このような非対称な細胞形状に関与すると考えて、伸長を計測したが、野生型とlin-17変異で有意な差異は検出できなかった。
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。これらの変異体では、POP-1のZ1/Z4細胞娘細胞間での非対称局在が20-30%失われており、また異分裂方向にも異常が観察された。Z1/Z4細胞の極性はPCP経路によっても制御されている。
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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る。そこで、これまでの変異原EMSを用いた変異導入に代わり、青色光によって活性酸素を発生し変異を導入するminiSOG法を用いた変異導入を試みたが、青色光照射の条件設定に時間がかかってしまい、最近スクリーニングを開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
miniSOG法を用いて上記のスクリーニングを続ける。
これまでシグナル分子の局在はGFP融合遺伝子を導入することで観察してきたが、過剰発現になっている可能性が高い。最近CRISPR/Cas9によるゲノム編集で、内在遺伝子に蛍光タグをつけたstrainが作成されている。これらを取り寄せたり、またこちらで作成することで、生理的条件下での局在を詳細に調べる。
Z1/Z4細胞はcwn-2/Wntに対し反応の極性を作ることが、生殖巣が鏡像対称になる大きな要因である。Z1とZ4は類似した細胞系譜から作られる左右相同細胞であることから、線虫発生において左右の違いに頻繁に関与するNotchシグナルが、この違いを制御していると予想している。しかし、lag-1などnotchシグナル遺伝子のnull変異体は致死であり、Z1/Z4細胞の極性を観察できない。そこで、ゲノム編集によりlag-1遺伝子のC末端にauxinによって分解を誘導できるデグロンタグを導入して、その機能を調べる。
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Research Products
(1 results)
