2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16H04800
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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) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞移動 / 細胞極性 / ライブイメージング / 左右軸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞は個体形成の過程で、単純から複雑に変化をとげる。組織が作られる課程では、個々の細胞が多彩なふるまい（分裂・移動・変形・細胞死など）をし、それらが協調・統合されてグローバルな形の変化を成し遂げる。個々の細胞のふるまいを制御する分子メカニズムは、これまでの研究によって理解が進んできたが、一方で、それら個々のふるまいを統合させて、どうやってグローバルな変化を生み出すことが出来るのか、そのメカニクスの研究は近年始まったばかりである。研究代表者は、ローカルな細胞動態がどのようにしてグローバルな組織へと展開するかを理解する為に、ショウジョウバエ蛹期の雄性生殖器の回転形成に注目した。この移動は、個々の上皮細胞が左右非対称につなぎ替わることで進行することを、実験と数理モデルによって明らかにした。平成28年度はまず、左右対称な上皮細胞の非対称性を破壊する時空間的制御メカニズムの解析を行った。線虫胚の一細胞期では、アクチン細胞骨格のキラルな流れにより決まった方向にトルク（物体を回転させるための力）が発生しており、それらが細胞動態の左右非対称性に関与するとの報告がある。そこで、細胞骨格が内在的にトルクを発生している可能性を検証するために、移動する細胞のアピカル側でのアクチン動態をライブイメージングにより観察した。その結果、非常に低いシグナルではあるが、細胞質に向かうアクチンファイバーの流れが検出された。この流れは、回転が途中で停止する遺伝子ノックダウン系統において、異常となった。今後、分子メカニズムと共に解析を行っていく。加えて、RNAseqおよび回転異常を指標にin vivo RNAiスクリーニングを行い、複数のキラリティ制御候補分子が同定された。それらのうち3遺伝子について、ミオシンの局在と細胞辺のつなぎ替えに異常があることが確認された。
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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
ショウジョウバエの蛹個体を生かしたままで、1細胞レベルの、分子レベルの高い解像度が必要となる、細胞骨格動態のライブイメージングは、熟練のサンプリング技術と最適な顕微鏡の条件設定が必要となる。本年度は観察の条件検討に時間を要したが、研究計画通り、本年度の間にアクチン動態の観察を可能にしたことで、次年度以降の計画へと順調に進行することが期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
アクチン動態の流れが観察されたため、その秩序だった動きについて解析を行う。左右軸が反転する遺伝子ノックダウンを用いて、流れの秩序を見いだす。また、個々の細胞から集団細胞への変化を捉えるためにも、顕微鏡下で細胞骨格系を操作する光遺伝学系を用いて、アクチン動態の活性化と不活性化を個々の細胞レベルで誘導し、周辺細胞への影響を観察する。
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