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

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チョウの翅の色模様形成のメカニズムはまだよくわかっていない。翅形成過程も含めて、さまざまな視点からこの問題にアプローチするのが本研究である。その根幹となっているのが、共焦点顕微鏡を用いたリアルタイム・インビボ観察である。当初はリアルタイム・インビボ観察により翅組織における細胞形態分布を記録することで「歪み仮説」の検証をする予定であったが、期待するデータは得られなかったため、この仮説の検証は別の視点から次年度に行うつもりである。ただし、いわば副産物として、翅組織とクチクラの結合が重要な役割を果たしていることがわかった。一方、翅組織にある試薬を導入することで色模様が変化することを発見した。この試薬の動態を共焦点顕微鏡で追跡することで、クチクラに作用していることを示唆することができた。また、翅組織に抗体等の蛋白質を直接導入する方法を確立した。これにより、色模様形成に関与すると思われる蛋白質を、ゲノム編集技術等に依存することなく、直接的に機能阻害することができると思われる。さらに、クチクラを形成するキチンに結合する蛍光色素を用いて、細胞外だけでなく、細胞内におけるキチンの存在を明らかにすることができた。キチンはチョウの翅形成の際に必須となる鱗粉およびソケットの形成において必須であるため、細胞内においてもキチンによって特殊な構造体が作られている可能性を示した。