古典的Wntシグナルによるショウジョウバエ消化管の左右非対称な形態形成機構の研究

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私の所属する研究室では、無脊椎動物の左右非対称性形成機構を理解するために、遺伝的手法が駆使できるモデル生物であるショウジョウバエの消化管の左右非対称性に注目し、研究を行ってる。私はこの研究において、Wntシグナルがショウジョウバエ胚消化管前方部の左右非対称性形成に重要な役割を果たしていることを明らかとした。しかしながら、生物の左右非対称性形成におけるWntシグナルの機能については理解がすすんでいない。ショウジョウバエ胚消化管前方部の左右非対称性形成における、Wntシグナルの機能を明らかとするために、交付申請書の研究実施計画にしたがって以下の内容について調べた。消化管前方部の左右非対称性形成にWntシグナルが必要であることから、消化管前方部におけるWntシグナルの活性化が左右非対称である可能性が考えられた。これを調べるために、Wntシグナルの標的遺伝子であるfrizzled3(fz3)のエンハンサー領域にlacZを組み込んだトランスジーンを、野生型胚に持たせ、lacZ遺伝子の発現について調べた。この結果、消化管前方部におけるlacZの発現に左右非対称性は観察されなかった。このことから、Wntシグナル自体に左右非対称性はなく、Wntシグナルはその他の左右非対称性形成因子の活性を調節している可能性が考えられた。また、共同研究者によって、消化管前方部の左右非対称性形成には、Wntシグナルの他にJNKシグナルや、アクチン細胞骨格と相互作用するMyosinIIが重要な役割を果たすことが明らかとされている。そこで、JMKシグナル構成因子であるpuckerdのエンハンサー領域にGFPを組み込んだレポータージーンをWnt4突然変異系統に持たせ、GFPの発現について調べたが、Wnt4突然変異系統胚におけるGFPの発現レベルは野生型胚と比較して変化はなかった。これらの結果から、消化管前方部の左右非対称性形成において、WntシグナルとJNKシグナルは、それぞれ独立に機能していることが示唆された。次に、WntシグナルとMyosinIIとの関係を調べるために、Wnt4突然変異体胚において、MyosinIIの活性化を調節するRho kinaseの活性化型遺伝子を強制発現させたときの消化管前方部の左右非対称性を観察した。その結果、Rhokinaseの活性化型を強剃発現したWnt4突然変異体胚では、消化管前方部の左右非対称性の異常が亢進していた。このことから、消化管前方部の左右非対称性形成において、Wnt4によるMyosinIIとアクチン細胞骨格の調節が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。