2019 Fiscal Year Annual Research Report
Tissue Pattern Formation Generated by Local Signal
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17K19418
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
高田 慎治 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 教授 (60206753)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 遺伝子 / 細胞 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
器官や組織の形態が形成されていく上では、極性（方向性）をもった細胞の変形や運動の制御が重要である。このような細胞の極性化を伴う組織形態の形成には数多くの分泌性シグナル蛋白質が関与することが明らかにされてきたが、それらが組織・個体レベルでのダイナミックな形態形成をどのように生み出すのかという問題に対する理解は十分ではない。研究代表者らは細胞シートの平面内部において一方向に沿って発達させる細胞極性である平面内細胞極性に着目し、それを制御する分泌性シグナル蛋白質であるWnt11が細胞膜上に極性をもって分布していることを見出したことから、細胞内でのローカルな極性形成と周囲の細胞との相互作用を基盤にして組織全体の極性が形成されるのではないかという着想に至った。本研究では、Wnt11と平面内細胞極性を制御するコア因子の極性化の関係についてアフリカツメガエルの初期胚を用いて検討した。前年度までの結果から、平面内細胞極性はWnt発現細胞の周囲で最初にできた細胞極性がリレー式に周囲へと伝播されること、かつそのリレーにはWntが必要なことが明らかになり、Wnt11とPCPコア因子が相互に極性化を誘導し、その誘導がリレー式に広がることにより組織全体に極性形成が起きるのではないかと考えられた。その解析過程で、Wnt自身が極性化されることが明らかになり、その極性化機構に興味がもたれた。そこで、Wntと相互作用することが知られているヘパラン硫酸とWnt11の相互作用について、ヘパラン硫酸糖鎖に対するさまざまな抗体を用いて解析を行ったところ、特別な修飾状態にあるヘパラン硫酸が細胞表面上にクラスターを形成し、内在性のWn11はそのようなヘパラン硫酸に特異的に結合していることが示唆された。
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