2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of cellular dynamics driving the directional rotation of epithelial tube using 3D vertex model
| Project Area | Discovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms |
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| Project/Area Number |
15H05863
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松野 健治 大阪大学, 理学研究科, 教授 (60318227)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 発生・分化 / 細胞・組織 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脱皮動物と冠輪動物では、からだの左右非対称性は、細胞が内因的に示すキラリティ（細胞キラリティ）によって形成される。キラリティとは、3次元の物体が、その鏡像と重ね合わすことができない性質である。ショウジョウバエ胚の後腸の左右非対称性は、上皮細胞からなる消化管が、細胞キラリティによって回転することで形成される。しかし、細胞キラリティが消化管を回転させる物理的な機構は不明であった。そこで、本研究では、後腸上皮のin vivo 3次元（3D）ライブイメージングと、3Dモデル後腸を用いた消化管回転のシミュレーションから、細胞キラリティが後腸の回転を誘発する機構を理解することを目的として研究を実施した。
平成30年までの研究において、3Dモデル後腸を構築し、これを用いて消化管回転のシミュレーションを実施した。その結果、細胞の頂端-基底軸を回転軸とした“ねじれ”によって後腸の回転を誘発できることを示していた。つまり、細胞のキラリティの実体は、細胞の特定方向のねじれであることが予測できた。令和元年の研究で、この仮説に基づいて、後腸上皮のin vivo 3Dライブイメージングを大規模に実施し、上皮細胞のねじれを統計的に解析した。その結果、in vivoでも上皮細胞のねじれを検出することができた。3Dモデル後腸に、in vivoで検出された方向のねじれを導入することで、定性的には、後腸の回転をシミュレーションすることができた。
これらの成果は、一つの器官全体の形態変化を３Dでシミュレーションした世界で最初の例である。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(22 results)
