2020 Fiscal Year Annual Research Report
The effect of physical force on cell fate determination in vertebrate embryos
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18K06244
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
道上 達男 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10282724)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山元 孝佳 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (70724699)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 外胚葉パターニング / 細胞張力 / アフリカツメガエル / 細胞骨格 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)神経板におけるPCP形成と細胞張力・形状との関係について、Wntシグナル関連因子prickle3(pk3)の局在を指標に解析を行った。伸展刺激によりpk3の局在が伸展方向依存的に強められ、細胞近傍の切断でpk3の局在が失われることなどから、両者の関係が示唆された。次に、原子間力顕微鏡により神経板の剛性測定を行った結果、AP方向に剛性の勾配があり、発生の進行とともに変化することを見出した。更に、細胞形状とpk3局在との関係を調べた結果、PCP形成には張力依存的に変形した細胞形状が重要であることを明らかにした。
(2)胚の張力を変化させ外胚葉の予定運命が変化するかどうかを検証し、①二次軸を誘導し胚の張力を変化させた時には一次軸側のプラコード・神経堤の変化は観察されない②恒常活性型、阻害型ミオシン軽鎖の微量注入により、注入領域及び近傍でプラコード領域が変化する③外胚葉の一部を切断し張力を変動させるとプラコード領域の変化が観察されることを見いだした。一方、サイトカラシン等の処理によるプラコード領域の変化は現時点で見出せていない。
(3)神経―表皮境界の形成の張力依存性を調べるため、外胚葉細胞シートに伸展刺激を加えた際の神経―表皮間での変形度の違いを調べた結果、神経に予定運命を変化させた細胞シートでは、表皮運命のシートより伸展度が小さいことを見いだした。この伸展度について、方向依存性は認められない。アクチンタンパク質を外から微量注入した組織において、伸展度の減少が見られたことから、細胞骨格の何らかの関係が想像される。
(4)FRET プローブを用い、伸展刺激を加えた際のFRET値の変化に方向依存性があるかどうか、また頂端面からみた細胞の“辺“長の変化度合いと張力の大きさとの関連を調べた。現時点では、細胞の辺長が長いほど張力が弱いという弱い相関は見られるが、更なる解析が必要である。
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