ショウジョウバエの器官運命転換を制御するエピジェネティック制御機構の解明

様々な生物が潜在的に持つ細胞運命を転換する性質（分化可塑性）を理解することは、将来の再生医療応用や再生現象の理解に重要である。本研究では、ショウジョウバエにおいて古くから知られる器官レベルの運命転換（決定転換）現象の解析を行った。特に複眼から翅への決定転換を誘導するwinged eye（wge）遺伝子に着目し、器官レベルの運命転換を制御するエピジェネティック制御機構に迫ることを目的とした。前年度までに、ヒストンH3の9番目のリジン残基のメチル化酵素Su(var)3-9がWgeによる決定転換に重要な役割を果たすことを明らかにした。そこで、器官運命転換の分子機構に迫るために、成虫原基組織を用いたトランスクリプトーム解析を行った。その結果、Wgeによる遺伝子制御ネットワークを俯瞰するデータが得られ、さらに、器官運命転換に普遍的に関与する可能性のある興味深い因子群を抽出できた。また、転写抑制的なヒストン修飾を担うSu(var)3-9は、単純にWgeを介した複眼運命抑制などの転写抑制に関わるわけではなく、転換関連遺伝子の発現調節など運命転換が進行する上で重要である可能性が示唆された。加えて、Su(var)3-9が成虫原基組織の分化可塑性に普遍的に関与している可能性を検証するために、人為的な遺伝子操作によらずに決定転換を誘導する実験系を用いた。その結果、組織損傷により誘導される決定転換においても、Su(var)3-9が重要であることが示唆された。以上の結果から、Su(var)3-9を介したヘテロクロマチン制御は通常発生過程における器官形成とは別に、器官運命転換の分化可塑性を保証する役割を担っていることを提唱する。ショウジョウバエの成虫原基決定転換を制御するWgeやSu(var)3-9などのクロマチン因子が進化的に高度に保存されていることは極めて興味深い。

様々な生物が潜在的に持つ細胞運命を転換する性質（分化可塑性）を理解することは、将来の再生医療応用や再生現象の理解に重要である。本研究では、ショウジョウバエにおいて古くから知られる器官レベルの運命転換（決定転換）現象の解析を行った。特に複眼から翅への決定転換を誘導するwinged eye（wge）遺伝子に着目し、器官レベルの運命転換を制御するエピジェネティック制御機構に迫ることを目的とした。前年度までに、ヒストンH3の9番目のリジン残基のメチル化酵素Su(var)3-9がWgeによる決定転換に重要な役割を果たすことを明らかにした。そこで、器官運命転換の分子機構に迫るために、成虫原基組織を用いたトランスクリプトーム解析を行った。その結果、Wgeによる遺伝子制御ネットワークを俯瞰するデータが得られ、さらに、器官運命転換に普遍的に関与する可能性のある興味深い因子群を抽出できた。また、転写抑制的なヒストン修飾を担うSu(var)3-9は、単純にWgeを介した複眼運命抑制などの転写抑制に関わるわけではなく、転換関連遺伝子の発現調節など運命転換が進行する上で重要である可能性が示唆された。加えて、Su(var)3-9が成虫原基組織の分化可塑性に普遍的に関与している可能性を検証するために、人為的な遺伝子操作によらずに決定転換を誘導する実験系を用いた。その結果、組織損傷により誘導される決定転換においても、Su(var)3-9が重要であることが示唆された。以上の結果から、Su(var)3-9を介したヘテロクロマチン制御は通常発生過程における器官形成とは別に、器官運命転換の分化可塑性を保証する役割を担っていることを提唱する。ショウジョウバエの成虫原基決定転換を制御するWgeやSu(var)3-9などのクロマチン因子が進化的に高度に保存されていることは極めて興味深い。