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

体皮的收缩性决定身体形状：利用基质分子创造生物的形状

• 批准号: 15J40022
• 负责人: 田尻 怜子
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J40022/
• 关键词: 体型; 細胞外マトリックス; クチクラ; キチン; クチクラタンパク質; ショウジョウバエ; ECM; 体型制御

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。

Extracellular マ ト リ ッ ク ス (ECM) の が biological に の form the properties of the large き な influence を and え る possibility が attention さ れ て い る. This study で は, ハ エ の skeletal body を cladding う ECM (ク チ ク ラ) の constitute タ ン パ ク qualitative Obstructor - E (Obst - E) お よ び Cpr11A を が の body size variations change さ せ る institutions の interpret を refers し た. Before the annual は, Obst - E と coordination し て - phase state の larvae ク チ ク ラ の - shaped を suppression す の explore を る molecules into め る と と も に, Cpr11A の function と 発 now, bureau in を Ming ら か に し た. For this year, the functional analysis of the <s:1> molecular group of the former に に に て て て is prepared by を to めた (see 1 below). Youdaoplaceholder0 Cpr11Aによる body shape control <s:1> institution をよ をよ deep く understanding するために research を enter めた (2). (1) - phase state の larvae ク チ ク ラ の - shaped に masato and す る heritage 伝 normal subgroup の function parsing な 発 birth process で は larval stage に ク チ ク ラ の mu structure が form さ れ, larva か ら before pupa へ の planning for the event の に こ の mu structure が null さ れ る の に with っ て ク チ ク ラ all が - shaped す る. The Obst-E dysfunctional variant で で larva at the time point で mu structure が formation されな されな. Out before New Year に た に し た heritage 伝 subgroup に つ い て ノ ッ ク ダ ウ ン individual を cropping し て 観 examine し た と こ ろ, い ず れ も larval stage の mu structure は に normal form さ れ て い た が, former pupa へ の structure planning for the event の に mu が null さ れ ず, ク チ ク ラ all の - shaped が resistance against さ れ て い た. (2) Cpr11A の function before parsing annual ま で に, Cpr11A の function owe loss - variant で は 3 齢 larvae お よ び pupa の size が wild-type よ り も に before and after a short く lateral に hiroo く な っ て い る こ と を shows し て い た. This year は wild-type と Cpr11A - variant の ク チ ク ラ を direction before and after あ る い は lateral に man-made に lead っ zhang る be 験 を い, each direction へ の stretch び や す さ を directly し た. Before and after そ の results, ク チ ク ラ の へ の tensibility に は intentionally な poor が な く, lateral の tensibility に つ い て は Cpr11A - variant で intentionally に hyperthyroidism し て い た. Above の こ と か ら, normal な ク チ ク ラ で は Cpr11A が lateral へ の elongation を inhibit す る function を fruit た し て い る と exam え ら れ る.

项目成果

キチン結合性タンパク質によるハエの体型の制御

通过几丁质结合蛋白控制果蝇体形

• 发表时间: 2017
• 作者: 田尻怜子;藤原晴彦;小嶋徹也
• 通讯作者: 小嶋徹也

Physical regulation of whole body shape by Obstructor-E, a constituent of the larval cuticle

幼虫角质层的成分 Obstructor-E 对整个身体形状的物理调节

• 发表时间: 2016
• 作者: Reiko Tajiri;Haruhiko Fujiwara;Tetsuya Kojima
• 通讯作者: Tetsuya Kojima

体型を決める遺伝子 ～ハエの外骨格の変形をつかさどる遺伝子の機能を解明～

决定体型的基因 - 阐明控制果蝇外骨骼变形的基因的功能 -

Cuticle itself as a central and dynamic player in shaping cuticle

• DOI: 10.1016/j.cois.2016.10.009
• 发表时间: 2017-02-01
• 期刊: CURRENT OPINION IN INSECT SCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Tajiri, Reiko

Whole body shape regulation by a single constituent of the apical ECM

通过心尖 ECM 的单一成分调节全身形状

• 发表时间: 2018
• 作者: 森田敦郎;鈴木和歌奈;松村 志乃;船岡美穂子;Reiko Tajiri;松村志乃;船岡美穂子;鈴木和歌奈;田尻怜子，藤原晴彦，小嶋徹也;松村 志乃;船岡美穂子;田尻怜子，藤原晴彦，小嶋徹也
• 通讯作者: 田尻怜子，藤原晴彦，小嶋徹也