2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of a novel mechanism by which the orientation of planar cell polarity is reversed
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16K14718
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
山崎 正和 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40373378)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 正和 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (10583908)
鮎川 友紀 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80586165)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 発生・分化 / 細胞・組織 / 平面内細胞極性 / PCP / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平面内細胞極性（planar cell polarity, PCP）は、組織平面において細胞集団の向きが特定の方向に揃う現象である。これまでの研究から、PCPの制御分子は、コアグループとDachsous（Ds）グループの二つに大別され、両者の恊働作用によりPCPが形成されると考えられている。しかしながら、興味深いことに、研究代表者が同定した第三のPCP制御グループ（Jitterbug（Jbug）グループ）とコアグループに属する分子を同時に欠損させると、野生型ショウジョウバエと比較して、毛の向きが逆転する。本研究では、このPCP逆転現象の分子機構を理解することを目的とする。
これまでに我々は、北海道大学の秋山正和博士との共同研究によりショウジョウバエ翅におけるPCPの数理モデルを構築している（Ayukawa et al. Cell Reports, 2014）。昨年度、この数理モデルを改良して、実際のショウジョウバエ背板の細胞数および外力（間接飛翔筋肉による背板上皮の牽引）の作用部位等を反映した数理モデルを構築し、シミュレーションにおいてもPCPの逆転現象（毛の配向性の逆転）を再現できることを見出している。
本年度、さらに様々な条件においてシミュレーションを実施したところ、外力の影響範囲を減少させた場合や初期条件を改変した場合に、上述の逆転現象を必ずしも再現できるわけではないことが判明した。この結果は、背板において今まで想定されていない外力の作用部位があることを示唆する。DE-cadherinの局在を指標に、PCPが逆転している背板上皮の形態および挙動を詳細に解析したところ、外力が作用していると考えられる新たな部位を見出した。背板の複数箇所に作用する外力が協調的に働くことによってPCPの逆転が惹起されることが示唆された。
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