臓器再生を担う力学制御YAPエンハンセオソームの分子実体の解明

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臓器サイズの制御は、生物の発生と恒常性維持に必要不可欠であり、サイズ制御の破綻はがんなどの疾患の発症に直結する。しかしながら、臓器の力学恒常性の基本原理は未だに解明されていない。私たちは、体と臓器の扁平化を起こすhirameメダカ変異体の単離・解析から、その原因遺伝子YAPが、組織の３D化と各々の組織の配置を統御して重力に抗した３D臓器を構築する新しい機構を見出した[Porazinski, Asaoka (共筆頭著者), Nature (2015)]。しかし、YAPがどのように外部の力学特性の変化に応答し、エンハンサーへの結合を介して標的遺伝子の発現を制御し、組織全体の力学特性へとフィードバックしているのか詳細は不明のままである。そこで本研究では、臓器の再生時の力学特性の変化に応答し、脱分化の遺伝子ネットワークを統御するYAP力学制御エンハンセオソームの実体を明らかにすることを目的とする。本年度は、臓器再生時のYAP-メカノホメオスターシスの役割を明らかにするために、ゼブラフィッシュ尾ヒレ再生系を用いることにした。理由は、①ヒレ切断後、成魚では3週間、幼魚では3日間でヒレが元のサイズを回復するが、組織が平たく臓器サイズの定量を行い易い。②組織が透明で、力学測定やシングルセルでの細胞応答動態のライブイメージングに適している。③遺伝学的解析(ノックアウト・過剰発現)でcausal-relationshipを検証できるといった利点を合わせ持つためである。臓器再生時の力学特性の変化を精査するため、磁性ビーズをゼブラフィッシュ幼魚の尾ヒレに微量注入し、磁場印加時の磁性ビーズの挙動から組織力学特性を定量化した。また、ジーンガンを用いて磁性ビーズをゼブラフィッシュ成魚の尾ヒレへ導入する系を確立した。