2023 年度研究成果報告書

チョウの翅組織のリアルタイムイメージング：システム構成的アプローチ

研究課題

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研究課題/領域番号	20K06724
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分44040:形態および構造関連
研究機関	琉球大学
研究代表者	大瀧丈二琉球大学, 理学部, 教授 (70360211)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード	色模様形成 / 翅形成 / チョウ / リアルタイムイメージング
研究成果の概要	チョウの翅の色模様形成過程が正常に進行するためには、蛹の翅組織はクチクラに接触していなければならないことがわかった。形成体からのモルフォゲン分子が周辺の細胞に作用するにはクチクラとの接触が必要なのである。クチクラの主成分であるキチンの細胞内動態を観察したところ、最初にキチン構造体が核付近に形成され、そこから上皮表層および深層へと延長されていくと思われる。表層へと延びた構造体は鱗粉の前駆体であると推測される。一方、抗体等の蛋白質を直接翅組織の細胞へと導入する方法を開発した。この方法により、ゲノム編集等に頼ることなく、色模様形成に寄与する蛋白質の機能を生体内かつリアルタイムで阻害することができた。
自由記述の分野	分子生理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	生物の発生を考えるうえで、形成体とモルフォゲンの機能は最重要であるが、まだ解明されていない部分が多く残されている。本研究は、チョウの翅の色模様形成過程を対象にして、形成体とモルフォゲンの機能をリアルタイムイメージングを駆使して捉えようとする研究である。チョウの翅という実験系の利点を活かすことで得られた形成体とモルフォゲンに関する知見は、チョウに留まることなく、動物全体に一般化できると思われるため、本研究の学術的な意義は大きい。また、蛋白質導入方法も、さまざまな実験系に適用することができると思われ、汎用性が高い技術である。蛋白質導入法は投薬技術と直結しているため、今後さらに注目されると思われる。