形態形成における膜電位シグナルの役割

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本研究は、ニワトリの羽形成を対象にして、発生における自発的なパターン形成の解明を目的としている。胚発生期の皮膚では真皮細胞の細胞密度に偏りが生じて、スポット状の高密度部位（bud）は羽原基に、それ以外の低密度部位（interbud）は皮膚へと分化することが知られている。昨年度までに、真皮細胞の前駆組織である体節に対して、蛍光遺伝子をまばらに導入して真皮細胞の発生を追跡したところ、蛍光シグナルのほとんどがinterbudで検出された。これは真皮細胞の細胞系譜がbudとinterbudでは少なくとも体節形成の段階で異なっていることを示唆するので、今年度はそれぞれの真皮細胞集団が体節のどの部位に由来するのか調べた。エレクトロポレーションを用いて体節のmedial側に蛍光遺伝子導入を行ったところ、interbudの真皮細胞から蛍光シグナルを検出した。また、ventral側の導入でも同様の結果を得たが、例数が少なく検証が必要である。レンチウイルスと磁性体の組み合わせによる局所的な導入も試みた。Medial側でInterbud、dorsal側でbudの傾向があったが、エレクトロポレーションの場合ほど明確な差は認められなかった。以上の結果から体節のmedio-ventral側の真皮細胞はInterbud、dorsal側はbudに発生することが推測されるが、今後、部位特異的プロモーター下での遺伝子組換えを用いた標識によって、確定したい。これまでの研究では、羽形成期の真皮細部は均一な集団であり、budとinterbudのどちらにもなることができ、それは遺伝子発現の空間分布で決定されるとされてきた。本研究の結果は、真皮細胞はヘテロな集団であり、budおよびinterbudの形成は、前年度の細胞移動の解析も踏まえて、異種間真皮細胞の細胞レベルでの分離によって形成される可能性を示唆する。