2022 Fiscal Year Annual Research Report
「パルテノン神殿」工法と「中ぐり」加工による昆虫肢の「形」づくり
Publicly Offered Research
| Project Area | Material properties determine body shapes and their constructions |
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| Project/Area Number |
21H05773
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小嶋 徹也 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (80262153)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | 昆虫 / ふ節 / パルテノン神殿様構造 / 中ぐり加工 / 基底膜 / Dpy / 細胞外マトリックス / ライブ・イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ショウジョウバエ成虫肢のふ節の最終的な形は、蛹期に起こる「パルテノン神殿」様構造と我々が名付けた特殊構造の一過的な形成や「中ぐり」加工による上皮細胞層の薄層化を経てつくられる。「パルテノン神殿」様構造の形成過程をより高い時間解像度で詳細に観察したところ、細胞がプロセスを伸ばし始めて「パルテノン神殿」様構造の“柱”を作り始める際、細胞の基底側のみが移動し、核を含む細胞体そのものの位置は変化しないことがわかった。つまり、「パルテノン神殿」様構造形成過程の初期には、内径のみが細くなり、外形は変化しないことがわかった。また、VikingやTrol、Laminin A、Laminin Bなどの基底膜タンパク質の局在解析から、最初は基底膜がメッシュ構造をしており、それが膜状に変化することもわかった。個々の基底膜タンパク質遺伝子のRNAiでは、しばしば肢そのものが壊れてしまい、形状変化が観察できなかったが、基底膜タンパク質の分解酵素を阻害するTissue inhibitor of metalloproteases（Timp）の強制発現により、「パルテノン神殿」様構造の形成が阻害され、最終的な肢の径が太くなることがわかった。これらのことから、「パルテノン神殿」様構造形成における基底膜のリモデリングの重要性が示唆された。さらに、細胞の頂端側と蛹クチクラが細胞外マトリックス・タンパク質であるDumpy（Dpy）によって繋ぎ止められており、dpy遺伝子をRNAiによってノック・ダウンすると肢の外形が細くなることもわかった。これらのことから、基底膜のリモデリングによる内径の減少とDpyによる頂端側の固定によって、いわば細胞が伸ばされるようにして、「パルテノン神殿」様構造が形成される綱引きモデルの提唱に至った。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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