| 研究課題/領域番号 |
16H02505
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
井垣 達吏 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (00467648)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 発生ロバストネス / 細胞間コミュニケーション / 細胞死 / 形態形成 / ショウジョウバエ |
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| 研究実績の概要 |
多細胞生物の個体発生は、様々な内的（遺伝的）・外的（環境的）撹乱のもとでも常に正確な組織・器官を形づくる、きわめて頑健（ロバスト）なシステムである。発生中の生体が様々な撹乱に対処して正常発生を維持する際、発生の時間軸に一時的な異常（時間軸の歪み）が生じ、これが何らかの機構により補正されることで発生ロバストネスが実現されると考えられる。本研究では、ショウジョウバエの発生過程において種々の内的・外的撹乱が生じた際、発生時間軸の歪みを補正する細胞集団挙動「細胞ターンオーバー」が誘発されるという予備的知見に基づき、この未知の細胞集団挙動の分子基盤とその役割を明らかにすることで、発生ロバストネスを支える細胞間コミュニケーションの新たな概念の発見と確立を目指す。ショウジョウバエMinute変異体（一連のリボソームタンパク質遺伝子の機能欠失変異をヘテロにもつ変異体）の発生過程では、幼虫期において顕著な発生時間の遅延が起こるものの、最終的には正常な形・大きさ・機能をもった個体が作られる。本研究の準備段階において、Minute変異体の幼虫期の翅原基pouch領域でWgシグナル依存的に「細胞ターンオーバー」が起こり、これにより正常な翅形成が実現することを見いだしている。平成28年度は、Wgタンパク質の発現がMinute変異体の翅原基pouch領域において上昇し、その結果Wgシグナル活性の急勾配化が起こり、これが細胞ターンオーバーを誘導していることを見いだした。さらに、Wgシグナル活性の上昇には、翅原基pouch領域におけるEcdysoneシグナルの上昇とその下流のYki活性が重要な役割を果たしていることを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は、ショウジョウバエMinute変異体の翅原基pouch領域で起こる「細胞ターンオーバー」に着目し、この未知の細胞集団挙動の分子基盤とその役割の解析を通じて、発生ロバストネスを支える細胞間コミュニケーションの新たな概念の発見と確立を目指すものである。これまでに、細胞ターンオーバーの誘発には翅原基pouch領域におけるWgシグナル活性の急勾配化とその下流のEcdysoneシグナルおよびYki活性が重要な役割を果たすことを明らかにすることができた。以上の経過から、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、EcdysoneシグナルやYkiがどのようなメカニズムでWgシグナル活性の急勾配化を引き起こすのか、また、Wg発現誘導と発生遅延との関連を詳細に解析し、Minute変異体での細胞ターオーバー誘発メカニズムを明らかにする。
一方、細胞ターンオーバーがどのようなメカニズムで発生時間軸の歪みを補正（発生遅延という状況下で正常な組織発生を実現）するのかを理解するため、細胞ターンオーバーを引き起こしうる遺伝子変異を網羅的に単離・同定する。具体的には、翅原基のpouch領域でカスパーゼ阻害タンパク質p35を強制発現させて細胞ターンオーバーを阻害したショウジョウバエを一連の染色体欠失系統ライブラリーと交配し、翅形成が優性的に異常になる染色体欠失領域を単離する。得られた染色体欠失領域内において、翅形成異常を引き起こす責任遺伝子を同定する。これにより、細胞ターンオーバーを引き起こしうる遺伝子変異を網羅的に同定し、それらの遺伝子変異について細胞ターンオーバー誘発機構を解析することで、細胞ターンオーバーの役割と意義を明らかにしていく。
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