消化管の吸収・排泄機能による恒常性維持機構の解析

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23570006
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 中越 英樹 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50314662)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: ショウジョウバエ / マルピーギ管 / 排泄 / セプテートジャンクション

Research Abstract

ショウジョウバエのマルピーギ管は哺乳類の腎臓に相当する器官であり，体液中の老廃物を尿酸結晶として排出する．マルピーギ管は先端から4つの領域 (initial, transitional, main, proximal) に分けられ，２種類の細胞, 主細胞と星状細胞によって構成される．主細胞は外胚葉由来で核が大きく特異的に転写制御因子 Cut を発現する．それに対し, 星状細胞は中胚葉由来で核が小さく特異的に転写制御因子 Teashirt (Tsh) を発現する．　ショウジョウバエのホメオドメイン型転写制御因子Defective proventriculus (Dve) には２種類のアイソフォーム (Dve-A, Dve-B) が存在する．マルピーギ管における Dve の発現を各発生段階で調べた結果, Dve-Aは３齢幼虫期以降の全ての領域で発現しており，星状細胞よりも主細胞での発現が強いこと, そして Dve-B は transitional, main segment の主細胞で強く発現し, 星状細胞では発現していないことが明らかとなった．　Dve を強制発現した星状細胞の核は一回り大きくなり, 主細胞特異的に発現する Cut の発現が誘導された．興味深いことに, Dve の発現が増加した星状細胞の細胞境界において，セプテートジャンクション構成因子 Discs large (Dlg), Coracle (Cor) の発現が増強していることも観察された．一方，Dve の発現が完全に消失した主細胞の核は有意に小さくなり, Cut の発現も消失した．また Dlg, Cor の発現も消失していた．つまり，一度決定されたマルピーギ管細胞の運命は，Dve の発現レベルに応答して正しく維持されるという可能性が強く示唆された．

Current Status of Research Progress

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

Reason

dve 変異体において観察されていた前部マルピーギ管における異所的な尿酸結晶生成は，遺伝的背景に依存したものであり，dve RNAi の誘導によっても異所的な尿酸結晶は生成されなかった。その他に関しては，順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

マルピーギ管におけるdve 変異体の生理的な表現型を明確に示すことができていないので，各細胞種に特異的トランスポーターのマーカー等を用いて，発現変化を調べる。また，高イオン濃度負荷に対する影響や寿命に及ぼす効果についても検討を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成24年度は，消耗品 1,200,000 円，旅費 300,000 円，その他 (印刷費等) 100,000 円， 計 1,600,000 円を予定している。

Research Products

• [Journal Article] The homeodomain protein Defective proventriculus is essential for male accessory gland development to enhance fecundity in Drosophila (2012)
  • Author(s): Ryunosuke Minami, Miyuki Wakabayashi, Seiko Sugimori, Kiichiro Taniguchi, Akihiko Kokuryo, Takao Imano, Takashi Adachi-Yamada, Naoko Watanabe, Hideki Nakagoshi
  • Journal Title: PLoS ONE 7 Pages: e32302
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0032302
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Defective proventriculus specifies the ocellar region in the Drosophila head (2011)
  • Author(s): Takeshi Yorimitsu, Naruto Kiritooshi, Hideki Nakagoshi
  • Journal Title: Dev. Biol. Volume: 356 Pages: 598-607
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.06.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial and temporal requirement of Defective proventriculus activity during Drosophila midgut development (2011)
  • Author(s): Yoshiki Nakagawa, Shinobu Fujiwara-Fukuta, Takeshi Yorimitsu, Suzuka Tanaka, Ryunosuke Minami, Lily Shimooka, Hideki Nakagoshi
  • Journal Title: Mech. Dev. Volume: 128 Pages: 258-267
  • DOI: 10.1016/j.mod.2011.02.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interlocked feedforward loops control cell-type-specic Rhodopsin expression in the Drosophila eye (2011)
  • Author(s): Johnston Jr., R.J., Otake, Y., Sood, P., Vogt, N., Behnia, R., Vasiliauskas, D., McDonald, E., Xie, B., Koenig, S., Wolf, R., Cook, T., Gebelein, B., Kussell, E., Nakagoshi, H., Desplan, C.
  • Journal Title: Cell Volume: 145 Pages: 956-968
  • DOI: DOI:10.1016/j.cell.2011.05.003
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Intercellular communication through septate junctions is required to establish midgut functions in Drosophila (2011)
  • Author(s): 田中鈴香, 下岡リリー, 中越英樹
  • Organizer: 日本分子生物学会第34回年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2011-12-13
• [Remarks]
  • URL: http://www.biol.okayama-u.ac.jp/nakagoshi/Kinou.html