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コンパートメント境界において局所的にアクチン細胞骨格を制御する分子メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 17K07402
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 発生生物学
研究機関東北大学

研究代表者

梅津 大輝  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (60620474)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード細胞接着 / コンパートメント境界 / 自己組織化 / 細胞の選別 / 細胞間張力 / ショウジョウバエ / 細胞接着分子 / 細胞の選り分け / 細胞間認識 / 細胞・組織 / 発生・分化
研究成果の概要

私たちの体内の組織は秩序正しく区画化されている。それらの区画間の境界は組織のパターン形成の起点となり、発生に重要な働きを持つ。その境界を維持する仕組みについてはこれまで長い論争が続いていた。本研究では、免疫細胞において病原体の認識に働くToll遺伝子群の一つであるToll-1がショウジョウバエ上皮組織の隣接する区画間で発現量が大きく異なることを発見した。培養細胞と生体組織を用いた解析からToll-1が接着分子として機能すること、また、Toll-1がアクチン細胞骨格とは独立に境界維持に働くことを示し、細胞同士の接着性の違いが上皮組織の境界を維持することを示す初めての報告となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で示した接着分子の発現量の違いによる組織境界の維持メカニズムは1964年にSteinberg博士が提唱した接着差仮説を支持するもので、この仮説が上皮組織で示された初めての例であるという点において学術的価値が高い。Toll遺伝子の哺乳類ホモログはTLR遺伝子群として知られ、免疫細胞による病原体の表面分子の認識に利用されている。それが細胞間の接着分子として生き物の形作りに使われていることを示したことは新規の発見である。今回の研究成果によって、免疫系分子研究の新たな道が切り拓かれた。ショウジョウバエに限らず多くの種や組織で似たような仕組みが働いている可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Differential cell adhesion implemented by Drosophila Toll corrects local distortions of the anterior-posterior compartment boundary2020

    • 著者名/発表者名
      Iijima N, Sato K, Kuranaga E, Umetsu D.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 11 号: 1 ページ: 6320-6320

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20118-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reduction of endocytic activity accelerates cell elimination during tissue remodeling of the Drosophila epidermal epithelium2020

    • 著者名/発表者名
      Hoshika, S., Sun, X., Kuranaga, E., and Umetsu, D
    • 雑誌名

      Development

      巻: 147 号: 7 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1242/dev.179648

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Competition for Space Is Controlled by Apoptosis-Induced Change of Local Epithelial Topology2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Alice、Ohsawa Shizue、Umetsu Daiki、Sando Yukari、Kuranaga Erina、Igaki Tatsushi、Fujimoto Koichi
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 28 号: 13 ページ: 2115-2128

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.05.029

    • NAID

      120006491713

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inference of Cell Mechanics in Heterogeneous Epithelial Tissue Based on Multivariate Clone Shape Quantification2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Alice、Umetsu Daiki、Kuranaga Erina、Fujimoto Koichi
    • 雑誌名

      frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 5 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3389/fcell.2017.00068

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Planar polarized contractile actomyosin networks in dynamic tissue morphogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      Umetsu Daiki、Kuranaga Erina
    • 雑誌名

      Current Opinion in Genetics & Development

      巻: 45 ページ: 90-96

    • DOI

      10.1016/j.gde.2017.03.012

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Tissue Replacement during Drosophila Metamorphosis as a Model for Morphomeostatic Control of Cell Birth and Death2019

    • 著者名/発表者名
      梅津 大輝
    • 学会等名
      4th Morphomeostasis Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Differential expression of Toll-1 maintains sharp compartment boundary in proliferating epithelium2019

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umetsu, Norihiro Iijima and Erina Kuranaga
    • 学会等名
      26th European Drosophila Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanisms to maintain mechanical boundaries in the epithelium2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umetsu
    • 学会等名
      NanoLSI Open Seminar, Kanazawa University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Drosophila Toll-like receptor family protein prevents cell mixing through homophileic adhesion during epithelial morphogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umetsu, Norihiro Iijima, Erina Kuranaga
    • 学会等名
      Joint Annual Meeting of JSDB 51st and JSDCB 70th
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Homeostatic control of cell dynamics during tissue morphogenesis and remodeling2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umetsu
    • 学会等名
      Biologisches Kolloquium, Technische Universitat Dresden
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] First aid of jagged boundaries in the absence of junction Myosin II2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umetsu
    • 学会等名
      3rd Morphomeostasis Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自然免疫センサーTLRは上皮組織パターン形成過程で細胞間接着分子として機能する2018

    • 著者名/発表者名
      梅津大輝、飯島寛大、倉永英里奈
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Differential expression of an ancient cell surface recognition molecule guides cell sorting at the anteroposterior compartment boundary in Drosophila2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umetsu, Norihiro Iijima and Erina Kuranaga
    • 学会等名
      EMBO|EMBL Symposium: Tissue Self-Organization: Challenging the Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ハエから学ぶ「力が生き物の形をつくるしくみ」2017

    • 著者名/発表者名
      梅津 大輝
    • 学会等名
      小型魚類研究会 サテライトシンポジウム 第2回 帰ってきた ムシvs.サカナ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Inference of cell mechanics in heterogeneous epithetial tissue based on multivariate clone shape quantification2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umetsu
    • 学会等名
      2nd Morphomeostasis Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Inference of cell mechanics in heterogeneous epithelial tissue based on multivariate clone shape quantification2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Umetsu, Alice Tsuboi, Koichi Fujimoto and Erina Kuranaga
    • 学会等名
      4th Asia Pacific Drosophila Research Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 上皮組織の境目を保つのは細胞の接着性の違い 免疫系で働く遺伝子の接着分子としての新機能を発見

    • URL

      https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/research/results/detail---id-49741.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Protein Tells Developing Cells to Stick Together

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/en/press/protein_tells_developing_cells_to_stick_together.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Kuranaga Lab Web Page

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/kuranaga_lab/blog-3/publication.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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