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2020 Fiscal Year Research-status Report

細胞外基質の自己組織化が体のかたちを決める仕組み

Research Project

Project/Area Number 20K06666
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

田尻 怜子  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特別研究員 (70462702)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsクチクラ / 変形 / ショウジョウバエ / キチン / キチン結合タンパク質
Outline of Annual Research Achievements

従来の発生生物学では生物のかたちをつくりだす細胞レベルの機構について盛んに研究されてきた。しかし、多くの生物でかたちを直接的に規定する組織~たとえば脊椎動物の骨や昆虫の殻(クチクラ)~は主に細胞外基質(ECM)から成る。こういった細胞「外」に宿るかたちをつくりだす仕組みは、ほとんど分かっていない。ハエの変態初期には細長い幼虫の体型から太く短い蛹の体型への変化が起こる。この体型の変化が、幼虫の体を覆うクチクラそのものの変形によることを以前示した。そして、このクチクラを構成するタンパク質の一つであるObstructor-E (Obst-E)がクチクラの変形に必要であることを見出した。本研究ではObst-Eタンパク質が変形に必要なクチクラ構造をつくりだす機構の解明を目指している。
これまでの研究から、幼虫期にObst-E依存的に形成されたクチクラの波打ちが、蛹になる際に引き伸ばされることで、あたかもカーテンが引かれるようにクチクラ全体が胴囲方向に伸びると考えられた。Obst-Eは3つのキチン結合ドメインを持つ分泌タンパク質で、二種類のスプライスバリアント(a, b)がある。In vitroでバリアントaは強く、bは比較的弱くキチンに結合すること、少なくともバリアントaのクチクラの中での局在がダイナミックに変化する様子が見いだされた。そして、クチクラの波打ちを誘導する機能はバリアントa特異的であることが分かっていた。このようなバリアントの機能の違いにそれぞれのキチン結合能およびクチクラ中での動態がどのように寄与するかを検証するために当年度は、二種類のバリアントタンパク質の一部領域を入れ替えたキメラ分子を生体で発現させるためのコンストラクトを作製し、トランスジェニック系統の作製を完了した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通り、キメラ分子をショウジョウバエ生体で発現させるための系統の作製が完了し、次年度以降の研究計画を予定通り進めるための準備ができたため。

Strategy for Future Research Activity

当年度に作製したトランスジェニック系統を用いてショウジョウバエ生体で各キメラ分子を発現させ、クチクラの波打ちを誘導する機能の有無、程度を解析していく。

Causes of Carryover

キメラ分子をショウジョウバエ生体で発現させるためのコンストラクトをもとにin vitro解析用のコンストラクト(大腸菌用発現コンストラクト)を作製する予定であったが、コロナ禍により物品の納入に遅れが生じ、その作製作業が遅れたため。次年度にこの作業を進める際に当該額を使用する計画である。

  • Research Products

    (3 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A corset function of exoskeletal ECM promotes body elongation in Drosophila2021

    • Author(s)
      Tajiri Reiko、Fujiwara Haruhiko、Kojima Tetsuya
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 4 Pages: 88

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01630-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Insect body shapes sculpted by cuticle deformation2020

    • Author(s)
      Reiko Tajiri, Haruhiko Fujiwara, Tetsuya Kojima
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会
  • [Remarks] 幼虫の皮がコルセットとなりハエのスレンダーな体型をつくる

    • URL

      https://www.k.u-tokyo.ac.jp/information/category/news/3903.html

URL: 

Published: 2021-12-27  

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