2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of left-right asymmetric nuclear migration as a novel cue for laterality formation
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18H02450
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松野 健治 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60318227)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 左右非対称性 / 核 / 内臓筋 / エンハンサー / 画像解析 / 形態形成 / 消化管 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
からだの左右非対称性が形成される機構は、進化的に多様で、無脊椎動物においてはよく理解されていない。これまでの研究から、ショウジョウバエ胚前半部の左右非対称性は中腸内臓筋によって決定され、その核の左右非対称な配置換えから始まることがわかっていた。核配置と左右非対称性形成の関連を明かにすることを目的として本研究を実施し、次の２つの成果を得た。
内臓筋における核の動きを定量的に解析するために、共焦点レーザー顕微鏡を用いた三次元タイムラプス撮影法と、表面モデル化を利用した画像処理技術を開発した。その結果、野生型胚では、内臓筋組織の核が密集して前後軸に沿って配列することを明かにした。中腸の左右非対称性形成には、内臓筋細胞でのWntシグナルの活性化が必要である。Wntシグナルの構成因子であるDally-like protein遺伝子の突然変異では、中腸の左右非対称性がランダム化する。この時、内臓筋の核の密集が起こらないことから、核の密集化が左右非対称性の形成に必要であると考えられた。また、中腸が左右相称化する、KASH（核膜と細胞骨格を連結するLINC複合体の構成要素）やMyosinIIの遺伝子の突然変異では、内臓筋の核の位置が左右非対称化した。したがって、核配置を左右相称化する力学的バランスが、中腸の左右非対称な形態変化を誘発していると予測された。
遺伝的スクリーニングによって、胚前半部の左右非対称性がランダム化するnarigoma（nag）突然変異体が同定されていた。全ゲノムDNA配列解析と古典遺伝学的解析から、nag突然変異の責任領域を、3.5kbpのゲノムに絞り込むことに成功した。この領域には、既知のタンパク質コード遺伝子、non-coding遺伝子は存在しない。これらの結果から、nag突然変異は、エンハンサー（nagエンハンサー）の欠失によって起こっていることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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