胚葉運命分離に関わる核移動と非対称なPeelingを制御する機構の解析

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06694
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 高鳥 直士 東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (70404960)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 胚葉運命 / 細胞周期 / 核移動

Outline of Annual Research Achievements

胚発生により細胞が多様化する仕組みを理解することは，発生生物学の主要命題の一つである.胚葉形成はこの多様化の過程における初期の重要なイベントであ る.しかし，中胚葉運命と内胚葉運命を別々の割球に分離する機構が細胞レベルで理解されている例は少ない.ホヤ胚では，中内胚葉細胞の細胞核の移動に依存 したNot mRNAの局在と非対称分配が中・内胚葉運命の分離に重要である(Takatori et al., Dev. Cell, 2010).核の移動方向はPI3Kシグナルの偏在により決ま る(Takatori et al., Dev. Cell, 2015).さらに，mRNAの非対称分配には，隣接する細胞の表層張力により中内胚葉細胞が変形させられることが重要である (未発表).最重要目標はNot mRNAを中胚葉側に分配させる仕組みを理解することである.そのために本研究では，細胞にかかる力と細胞の形の変化に注目し て，1隣接細胞の表層張力を制御し，中内胚葉細胞の変形を介して分裂装置と分裂溝を定位させる仕組み，2核と将来の分裂溝の相対的位置関係を決める仕組み を調べる

今年度は、隣接細胞の表層力が、中内胚葉細胞の形態をどのように制御しているか、中内胚葉細胞の形態変化を定量的に評価することで調べた。その結果、表層力が、中内胚葉細胞の分裂面の定位に重要であることが定量的な証拠により支持された。あわせて細胞周期制御因子の特定とクローニングを進めており，隣接細胞の周期を長くしている仕組み の解析をすすめている.また、内胚葉側中心体の移動先を決める機構の解析を進めており、表層直下の構造の特徴に注目して、記載を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナの影響により、今年度の研究活動の大部分が制約を受け、思ったような実験ができなかった。キャンパスへの学生の立ち入りも大きく制限され、研究が進められない時期がかなり長期間あったため。

Strategy for Future Research Activity

BrdUの取り込み，PCNAなどのマーカータンパク質の発現，Cdk, cyclin, CKIなど細胞周期制御因子の活性化のタイミングを免疫染色法な どで調べ，細胞周期のどの部分が，どのような仕組みで長くなっているか調べる.因子の発現，局在や活性化のタイミングがいつから隣接細胞と中内胚葉細胞で 異なるのか調べる.違いの時空間的パターンから，違いをもたらす機構を推定し，検証する. 次に、内胚葉側中心体の移動方向を決定する機構を解析し、受精直後にまで遡って、中胚葉・内胚葉運命決定機構の因果関係の連鎖を探りたい。

Causes of Carryover

コロナの影響により、研究活動が著しく制限され、予定していた実験が行えなかったため。