外皮の収縮性が体型を決める―マトリックス分子による生きもののかたちづくり

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細胞外マトリックス(ECM)の物理的性質が生物の形態に大きな影響を与える可能性が注目されている。本研究では、ハエの全身を覆う外骨格ECM（クチクラ）の構成タンパク質Obstructor-E (Obst-E)およびCpr11Aが全身の体型を変化させる機構の解明を目指した。前年度は、Obst-Eと協調して変態期の幼虫クチクラの変形を制御する分子の探索を進めるとともに、Cpr11Aの機能と発現・局在を明らかにした。本年度は前者の分子群について機能解析の準備を進めた（下記１）。またCpr11Aによる体型制御の機構をより深く理解するために研究を進めた（２）。（１）変態期の幼虫クチクラの変形に関与する遺伝子群の機能解析正常な発生過程では幼虫期にクチクラの畝状構造が形成され、幼虫から前蛹への転換の際にこの畝状構造が解消されるのに伴ってクチクラ全体が変形する。Obst-E機能欠損変異体では幼虫の時点で畝状構造が形成されない。前年度に新たに見出した遺伝子群についてノックダウン個体を作製して観察したところ、いずれも幼虫期の畝状構造は正常に形成されていたが、前蛹への転換の際に畝状構造が解消されず、クチクラ全体の変形が阻害されていた。（２）Cpr11Aの機能解析前年度までに、Cpr11Aの機能欠損変異体では3齢幼虫および蛹の体型が野生型よりも前後に短く側方に広くなっていることを見出していた。本年度は野生型とCpr11A変異体のクチクラを前後方向あるいは側方に人為的に引っ張る実験を行い、各方向への伸びやすさを直接測定した。その結果、クチクラの前後への伸長性には有意な差がなく、側方の伸長性についてはCpr11A変異体で有意に亢進していた。以上のことから、正常なクチクラではCpr11Aが側方への伸長を抑制する機能を果たしていると考えられる。