体の前後軸極性が個々の細胞の極性を同調させるロジックの解明

• 研究領域: ミクロからマクロへ階層を超える秩序形成のロジック
• 研究課題/領域番号: 22127005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 澤 斉 国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 教授 (80222024)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 148,070千円 (直接経費: 113,900千円、間接経費: 34,170千円); 2014年度: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2013年度: 28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円); 2012年度: 40,040千円 (直接経費: 30,800千円、間接経費: 9,240千円); 2011年度: 42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円); 2010年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: 細胞極性 / 非対称分裂 / Wnt / PCP / βカテニン / APC / 細胞移動 / 臓器形成 / Frizzled / C. elegans / 幹細胞 / 濃度勾配 / C.elegans

研究成果の概要

非対称分裂は細胞の多様性を作る基本的原理である。線虫ではWntシグナルが非対称分裂を制御しており、分裂後βカテニンが片側の娘細胞核に非対称に局在する。この局在が表層のAPC蛋白の働きで非対称に形成された紡錘体によって制御されていることを発見した。細胞質の微小管を調節して核局在を制御するロジックが存在している。
線虫の発生ではほとんどの細胞の分裂の際、同様の局在が見られ、細胞が同じ方向に極性化している。表皮幹細胞の同調した極性には4種類のWntが冗長的に働いている。Wntがないと極性方向が異常になるが、Wntを異所発現しても機能できる。極性同調機構は未知のロジックによって制御されている。

研究成果

• [雑誌論文] Power law relationship between cell cycle duration and cell volume in the early embryonic development of Caenorhabditis elegans (2015)
  • 著者名/発表者名: Arata, Y., Takagi, H., Sako, Y., and Sawa. H.
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 28 ページ: 529-529
  • DOI: 10.3389/fphys.2014.00529
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] HTZ-1/H2A.z and MYS-1/MYST HAT act redundantly to maintain cell fates in somatic gonadal cells through repression of ceh-22 in Caenorhabditis elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibata, Y., Sawa, H. and Nishiwaki, K.
  • 雑誌名: Development 巻: 141 ページ: 209-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wnt signaling in C. elegans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sawa H. & Korswagen H. C.
  • 雑誌名: The C. elegans Research Community, WormBook 巻: - ページ: 1-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] The SWI/SNF Chromatin Remodeling Complex Selectively Affects Multiple Aspects of Serotonergic Neuron Differentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Weinberg, P.
  • 雑誌名: Genetics advance online publication 巻: 194 号: 1 ページ: 189-198
  • DOI: 10.1534/genetics.112.148742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Cell Polarity and Asymmetric Division in C. elegans. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sawa ,H.
  • 雑誌名: Current Topic in Developmental Biology 巻: 101 ページ: 55-76
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-394592-1.00003-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation and functions of asymmetric microtubule organization in polarized cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugioka ,K.
  • 雑誌名: Current Opinion in Cell Biology 巻: 24 号: 4 ページ: 517-525
  • DOI: 10.1016/j.ceb.2012.05.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple functions of PBRM-1/Polybromo- and LET-526/Osa-containing chromatin remodeling complexes in C.elegans development (2011)
  • 著者名/発表者名: Shibata Y, Uchida M, Takeshita H, Nishiwaki K., Sawa H
  • 雑誌名: Dev Biol 巻: 361 号: 2 ページ: 349-357
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.10.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wnt regulates spindle asymmetry to generate asymmetric nuclear β-catenin in C. elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: Sugioka, K.
  • 雑誌名: Cell 巻: 146 号: 6 ページ: 942-954
  • DOI: 10.1016/j.cell.2011.07.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple Wnts redundantly control polarity orientation in Caenorhabditis elegans epithelial stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., at al
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 7 号: 10 ページ: e1002308-e1002308
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wntシグナルは非対称分裂時に非対称な微小管の制御を介してβ-cateninの非対称な核局在を形成する (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉岡賢史
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 30 ページ: 1294-1295
• [雑誌論文] Extracellular control of PAR protein localization during asymmetric cell division in the C.elegans embryo. (2010)
  • 著者名/発表者名: Arata Y., et al.
  • 雑誌名: Development 巻: 137 ページ: 3337-3345
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of asymmetric cell division by Wnt signaling in C. elegans (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤 斉
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of asymmetric cell division by Wnt signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: HItoshi Sawa
  • 学会等名: EMBO Workshop pn Wnt signaling
  • 発表場所: Cable Beach Club Resort ブルーム、オーストラリア
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-09
  • 招待講演
• [備考] 細胞周期一周にかかる時間と細胞サイズの間の法則性
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/1599/1611.html
• [備考] Multicellular Organization Laboratory
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/MultiOrg
• [備考] 国立遺伝学研究所多細胞構築研究室
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/MultiOrg/Multicellular/Home.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/MultiOrg/Multicellular/Home.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/MultiOrg/Multicellular/Home.html