2020 Fiscal Year Research-status Report
Project/Area Number |
16KT0078
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Research Institution | National Institute of Genetics |
Principal Investigator |
澤 斉 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 教授 (80222024)
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Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2022-03-31
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Keywords | 細胞極性 / 非対称分裂 / Wnt / 濃度勾配 |
Outline of Annual Research Achievements |
線虫C. elegansのほぼ全ての細胞は同じ前後方向の極性を持ち非対称に分裂し、その結果、POP-1/TCFが前側の娘細胞に多くなる。表皮幹細胞(seam細胞)の極性方向は3重Wnt変異体(cwn-1; egl-20 cwn-2)で異常になる。細胞の後方で発現しているCWN-1を前方で発現させても、前方で発現しているCWN-2を後方で発現させても3重Wnt変異体の極性異常が回復するため、Wntは濃度勾配に依存せずpermissiveに働くと考えられた。しかし、lin-17/Frizzled変異体において同様の実験を行ったところ、Wntの異所発現によって極性逆転が増強された。このことから、Wntの濃度勾配に依存したinstructiveな制御と依存しないpermissiveな制御の両方が働いていると考えられる。 内在性egl-20/Wntおよびcwn-1/Wnt遺伝子のC末にmNeonGreenが挿入された株を用いて、内在性のWntが、seam細胞の後側に非対称に局在していることを発見した。また、この非対称な局在はWnt受容体、MOM-5/FrizzledおよびCAM-1/Rorの変異体で消失した。さらに、これらの受容体もseam細胞で非対称に局在し、egl-20やcwn-1変異体では非対称性が消失した。以上の結果、Wntと受容体がお互いにその局在を制御するフィードバック機構により僅かなWntの濃度勾配を感知していることが明らかになった。 seam細胞の極性には三種類のWnt受容体LIN-17/Fzd、MOM-5/Fzd、CAM-1/Rorが関与しているが、mom-5 cam-1二重変異体が胚性致死のため、cam-1をRNAiで阻害して調べていた。機能を明確にさせるため、内在性mom-5遺伝子C末端にデグロンタグAIDをゲノム編集で挿入した。その結果、cam-1(null) mom-5(AID+Auxin)変異体では、seam細胞のうちV1-V4の極性が完全に失われた。これに対し、V5 V6細胞の極性は正常で、さらにlin-17(null)変異を導入すると極性が喪失した。細胞によって異なる受容体の働きがあ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
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
Wnt非依存的な制御に関しては、受容体の発現勾配(lin-17は後方で発現が高く、mom-5 cam-1は前方で発現が高い)が、方向のcueになっていると予想している。この発現勾配を逆転させるため、lin-17 promoterでcam-1を発現させ、内在性のcam-1発現勾配に対して発現を反転させた株を作成できた。
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Strategy for Future Research Activity |
上記のlin-17 promoter::CAM-1株自身、あるいはこれをcam-1や他の受容体変異体に導入して、その効果を調べる。受容体の発現勾配が極性のcueになっているのなら、seam細胞の極性が逆転するはずである。
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Causes of Carryover |
当初計画していた、受容体の発現勾配を逆転させた株がようやく完成した。その効果を調べる実験のための研究費が残り、繰り越した。
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