Deformation of the exoskeleton diven by 3D rearrangement of chitin microfibrils

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Discovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms
• Project/Area Number: 18H04758
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Tajiri Reiko 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): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 形態形成 / 細胞外基質 / クチクラ / 変形 / クチクラタンパク質

Outline of Final Research Achievements

Organismal morphologies are often defined by extracellular matrices (ECMs) such as the vertebrate bones and the insect cuticle. To explore the roles of ECMs in morphogenesis, the present study focused on a cuticle deformation event that drives body shaping in a model insect, the fruit fly Drosophila melanogaster. I have found that a protein constituent of the cuticle induces cuticle folding, which later unfolds to enable deformation of the cuticle as a whole.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来、細胞外基質は細胞から分泌されてその場に定着するだけの静的、受動的な材料とみなされがちであった。それに対して本研究では、細胞外基質を構成する分子がダイナミックにクチクラの構造をつくりだす仕組み、そしてその構造をもとにクチクラそのものがダイナミックに形を変えることで全身体型の形成を駆動することが分かった。生物の形はどのようにつくられるのか、という生物学の古典的、根源的な問いに対して新たな答えを提示する成果だと考えられる。