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体の中で细胞がスムーズに集団移动する仕组みを解明 体の器官の形づくりや伤の修復メカニズムの理解に贡献

【発表のポイント】

  • オプティカルバイオロジー※1とライブイメージング※2の手法を用いて、ショウジョウバエにおいて、体の器官を形成する上皮细胞が集団移动するのに重要な、细胞のつなぎ替えを可视化することに成功した。
  • 「ジッパー」のように机能して、上皮细胞の接着を破ることなく、细胞接着面の伸长を促进する膜たんぱく质(厂诲办)を発见した。
  • 上皮细胞の集団移动をスムーズに継続させる仕组みが明らかになり、组织形成や、创伤治癒などの上皮修復メカニズムの理解に贡献することが期待される。

【概要】

东北大学大学院生命科学研究科の上地浩之(うえちひろゆき)助教と仓永英里奈(くらながえりな)教授は、上皮细胞をスムーズに集団移动させる仕组みについて、ショウジョウバエを用いた研究により明らかにし、上皮细胞が集団移动するために重要な、细胞のつなぎ替え(细胞接着面のリモデリング)过程を可视化することに成功しました。リモデリング后にできた新しい细胞接着面の伸长を促进するためには、古い细胞接着面を収缩するために使われたアクトミオシン※3が集积して再利用されることを発见しました。その集积には膜たんぱく质である厂诲办(厂颈诲别办颈肠办)が必要であり、この厂诲办が「ジッパー」のように机能することで上皮に穴を空けることなく、新しい细胞间接着の伸长を促进していることが明らかになりました。

本研究の成果は、上皮组织の形态形成の原动力となる细胞机能の解明であり、创伤治癒などの上皮修復メカニズムの理解にも贡献することが期待されます。

本研究結果は、米科学誌「Developmental Cell」の電子版(2019年7月25日付)で発表された後、8月5日発行の同誌に掲載されます。

図1:右に傾いた細胞接着面のつなぎ替えが連続しておこることで、細胞を同一方向に集団移動させるメカニズムの模式図(Sato et al., Nat Comm 2015より図を改変)。(左)アクトミオシンが集積した細胞接着面が赤矢印方向につなぎ替わることで、黒矢印方向に組織が伸長しようとすると圧力が加わる。(右)頭部に動かない細胞層を配置することで、水色矢印のような細胞のつなぎ替えが起こり、片側への細胞移動が誘導される(灰色矢印)。

【用语解説】

※1 オプティカルバイオロジー:
特定の波長の光を当てることで特定のタンパク質の活性を変化させ、狙った細胞の機能を光で制御する方法。本研究では、その手法の1つであるCALI法(Chromophore-assisted laser inactivation)を用いた。CALI法では、光刺激によりReactive oxygen species(ROS)を産生する蛍光たんぱく質を、不活性化させたいたんぱく質Xに融合させて発現させることで、光特異的にたんぱく質Xを不活性化させる。

※2 ライブイメージング:
生きた细胞のさまざまな活动を継时観察すること。特に骋贵笔などの蛍光マーカーを用いて特定の细胞や组织を标识し、蛍光顕微镜でその动きや変化を详细に観察することができる。今回は生きた个体において生きた细胞を観察した。

※3 アクトミオシン:
アクチン繊维にミオシンたんぱく质が结合した复合体。筋肉や细胞骨格の収缩に必须。

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问い合わせ先

(研究に関すること)
东北大学大学院生命科学研究科
担当 仓永 英里奈 (くらなが えりな)
電話番号: 022-795-6709
Eメール: erina.kuranaga.d1*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

(报道に関すること)
东北大学大学院生命科学研究科広報室
担当 高橋 さやか (たかはし さやか)
電話番号: 022-217-6193
Eメール: lifsci-pr*grp.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)