研究課題
臓器サイズの制御は生物の発生と恒常性維持に必要不可欠であり、サイズ制御の破綻はがんなどの疾患の発症に直結する。しかしながら、臓器の力学恒常性の基本原理は未だに解明されていない。私たちは、体と臓器の扁平化を起こすhirameメダカ変異体の単離・解析から、その原因遺伝子YAPが、組織の３D化と各々の組織の配置を統御して重力に抗した３D臓器を構築する新しい機構を見出した[Porazinski, Asaoka (共筆頭著者), Nature(2015)]。しかし、YAPがどのように外部の力学特性の変化に応答し、エンハンサーへの結合を介して標的遺伝子の発現を制御し、組織全体の力学特性へとフィードバックしているのか詳細は不明のままである。そこで本研究では、臓器の再生時の力学特性の変化に応答し、脱分化の遺伝子ネットワークを統御するYAP力学制御エンハンセオソームの実体を明らかにすることを目的とする。臓器再生時のYAP-メカノホメオスターシスの役割を明らかにするために、本年度も引き続き臓器再生時の力学特性の変化を精査した。具体的には磁性ビーズをゼブラフィッシュ幼魚の尾ヒレに微量注入し、磁場印加時の磁性ビーズの挙動から組織力学特性を計測した。また、ジーンガンを用いて磁性ビーズをゼブラフィッシュ成魚の尾ヒレへ安定的に導入できる系も確立した。さらにより定量的かつ高精度の計測のために、今年度より磁場発生装置の大型化にも着手した。また、非侵襲にリアルタイムで組織内部における力学特性の定量的測定ができるブリルアン散乱イメージングも並行して試みた。
2: おおむね順調に進展している
当初計画に従い臓器再生時のYAP-メカノホメオスターシスの役割を明らかにするために、ゼブラフィッシュ尾ヒレ再生系における力学計測系が既に確立しており、今年度からはより高精度の定量的解析のために磁場発生装置の大型化にも着手できた。従って概ね順調に本課題は進展していると考えている。
今後はECMの活性を詳細に可視化できるトランスジェニックフィッシュを樹立し、尾ひれ再生時のYAP活性とECM力学特性の相関を時空間的に解析する予定である。
当初の研究計画の通り、ゼブラフィッシュ幼魚および成魚における尾ヒレの組織力学測定の計測系の樹立を進めてきたが、当初予定より定量的かつ高精度の計測のために、磁場発生装置をより大型に改良する必要性が出てきた。こうした研究計画の一部練り直しのため、次年度使用額が生じた。次年度は大型の磁場発生装置を完成し、再生時の尾ヒレの組織力学特性のダイナミックな変化を詳細に解析する予定である。
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Front Genet.
巻: 15 ページ: 1383176
10.3389/fgene.2024.1383176
