Elucidation of the mechanism by which cell chirality emerges left-right asymmetric morphogenesis at the multicellular level

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2022年度は，単細胞レベルの左右非対称性それぞれに影響を及ぼす薬剤のスクリーニングを行った．単細胞レベルの左右非対称性の指標には，単細胞で培養したときの核の回転速度を用いた．スクリーニングから，アクトミオシン細胞骨格制御系が単細胞レベル・多細胞レベル両方の左右非対称性形成に関わることを見出した．また，本研究に用いる細胞を多細胞状態で培養すると，時計回りの集団回転が起こるという画期的な発見があった．これまで，基盤のコーティングなしに多細胞で集団回転が起こる例は知られていない．また，上皮系培養細胞において，単細胞と多細胞で同時にキラリティを示す細胞としては，これが初めて発見された例となる．この発見は細胞キラリティ研究の進展に大きく寄与する可能性がある．したがって，当初の計画を変更して，多細胞キラリティについてもスクリーニングを行った．多細胞キラリティの指標としては，2細胞で培養したときの2核の重心をつなぐベクトルの回転速度を用いた．その結果，アクトミオシン細胞骨格だけでなく，微小管も多細胞キラリティに関与することがわかった．また，細胞骨格に関連するタンパク質を蛍光ラベルした細胞株を複数作出した．この細胞株のライブイメージング解析から，焦点接着斑と葉状仮足の形成が左右非対称であることを発見した．これに加えて，この左右非対称な焦点接着斑と葉状仮足の形成が，左右非対称な集団回転と有意に相関することを発見した．これは，焦点接着斑および葉状仮足が左右非対称が，集団スケールの左右非対称性を生み出す原因であることを強く示唆する．また，アクトミオシン細胞骨格・微小管・焦点接着斑をつないで多細胞回転を制御する因子として，CAMSAP3/ACF7が関与していることを見出した．CAMSAP3/ACF7をノックダウンすると，2細胞回転が有意に遅くなった．