2022 10thqbio session4

=「多細胞系の自己組織的形態・情報制御」(12/16 14:30 - 16:30) =

==クチクラによる昆虫の形づくり==

• 田尻玲子（千葉大）
• 要旨：生物の形がどのようにつくりだされるのか？という問いに対して近年、細胞の生み出す力による形づくりの仕組みが明らかになってきた。しかし、多くの生物の発生過程では細胞外にも体を支持する材料～たとえば脊椎動物では骨、昆虫ではクチクラ（皮・殻）～が形成され、それらの存在下でさらに形づくりが進行する。こういった細胞外の材料は、細胞がつくった形をコピーして固めるための材料に過ぎないとみなされがちであり、形態形成への寄与については不明な部分が多い。我々はモデル昆虫であるショウジョウバエにおいて、幼虫の体を覆うクチクラそのものの変形によって全身の体型が形づくられることを示してきた。そして、このクチクラの中でいくつかのタンパク質によって形成される緻密かつ立体的な構造が、クチクラの変形性を付与することを見出した。それらの構造の形成機構について研究を進めたところ、分泌後のクチクラタンパク質が細胞外においてダイナミックに立体的構造をつくりだす様子が分かってきた。本講演ではこのような「細胞外の分子による形づくり」の仕組みについて議論したい。
• 参考文献
  • https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33469125/
  • https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28076349/
  • https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28521940/

==動き回る筋断片による筋組織リサイクル==

• 梅津大輝（東北大）
• 要旨：通常、骨格筋の発生及び再生においては幹細胞の増殖と分化によって生じた筋芽細胞が遊走、集合、融合して筋繊維を形成する。一方で、一部の筋組織の再生においては筋繊維が断片化し、脱分化によって多能性を獲得することが知られている[1]。しかし、このような現象が発生過程における筋繊維の形成にどの程度寄与するか、また、その制御メカニズムについては未解明な点が多い。ショウジョウバエの変態時には、腹部に見られる幼虫の体壁筋のほとんどは消失し、成虫の骨格筋が新たに形成される[2, 3]。成虫筋組織の発生をライブイメージングによって観察したところ、成熟骨格筋マーカーで標識される球状の構造が激しく動き回ったのちに、組織全体を覆うように再配置する様子が観察された。この球状の構造が消失するにつれて、同じ場所に成虫筋繊維が形成されていたことから、成虫筋繊維の発生に寄与していると考えられる。筋組織リモデリング過程の初期過程に注目すると、これらの球状構造は幼虫体壁筋に由来することが明らかとなった。以上の結果は、役割を終えた幼虫骨格筋が新しく形成される成虫筋繊維にリサイクルされているという可能性を示唆する。幼虫筋繊維の断片化に先駆けてアポトーシスシグナルの実行因子であるカスパーゼ活性の上昇が見られた。さらに、実行カスパーゼを特異的に阻害するp35を骨格筋で発現させると筋断片の生成が阻害された。興味深いことに、この筋断片の生成の阻害によって、成虫筋繊維の肥大化が著しく妨げられた。以上の一連の結果は、幼虫筋繊維に由来する筋断片が成虫筋繊維へ寄与するというリサイクル現象の存在を示唆する。本講演では、未知の部分が多い本現象について定量的な側面から考察したい。
• 参考文献
  • [1] https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.90.15.7230
  • [2] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012160607008755?via%3Dihub
  • [3] https://journals.biologists.com/dev/article/113/1/91/37206/The-development-of-adult-abdominal-muscles-in

==シンクロトロン放射光X線マイクロCTによる脊椎動物化石の形態観察==

• 平沢達矢（東大）
• 要旨：TBA
• 参考文献
  • Hirasawa et al. (2022) Morphology of Palaeospondylus shows affinity to tetrapod ancestors. Nature 606: 109-112.