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多細胞生物のそれぞれの細胞は、外部のシグナルを内在するゲノムに照らし合わせてふるまい、組織や器官は、それを構成する細胞の相互作用で自律的に形成される。したがって、組織や器官の発生の時空間的制御機構は単純な遺伝学では解明できず、細胞の社会的な相互作用に着目する必要がある。本研究では水流を感知する器官であるゼブラフィッシュ側線器官の形成をモデル系として、時間制御を利用した形づくりの新たなメカニズムを明らかにする。これまで明らかになっている唯一の発生過程の時間制御である体節形成では、細胞内に計時システムがあったが、側線器官形成では、細胞の社会的な相互作用が計時器官として機能しているというアイデアであり、新たな計時システムの解明を目指した。
ゼブラフィッシュ側線器官原基と体節との相互作用をライブイメージング法を用いて観察し、側線器官原基が通る経路を詳細に検討した。体節の最内側のadaxial細胞がmuscle pioneer細胞することを抑制すると、正常な細胞移動経路から外れるが、後方への移動は保たれることが明らかになった。
また、側線器官原基が移動している間に、アセチルコリン阻害剤を用いて神経伝達を遮断すると、側線器官原基からそれぞれの側線器官が分離するタイミングが早くなるという結果を得た。このことから側線器官原基を神経支配している遠心性神経のアセチルコリンを介した神経伝達が、側線器官の発生の時間制御をおこなっていることが示唆された。
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