I型ミオシンを根源とする細胞のキラリティによる器官の左右非対称性形成機構の解明

阐明源自I型肌球蛋白的细胞手性在器官中形成左右不对称的机制

• 批准号: 22KJ2192
• 负责人: 山口 明日香
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2192/
• 关键词: ショウジョウバエ; 左右非対称性; キラリティ; ミオシン; 細胞骨格; 発生生物学; ショウジョウバエ; 左右非対称性; キラリティ; ミオシン; 細胞骨格; 発生生物学

2022年度では、後腸の捻転方向に関して、Myo31DFによる野生型形態、およびMyo61Fによる鏡像型形態を決定する、ミオシンの構造上の領域を同定することを目的とした。I型ミオシンであるMyo31DF、Myo61Fの構造は、アクチンフィラメントと結合するヘッドドメインと、IQ・テールドメインに大きく分けられる。先行研究より、ヘッドドメインが、Myo31DFとMyo61Fの、後腸の捻転方向を決定する活性に重要であることが示唆されている。本研究では、ヘッドドメインの中でも、アクチン動態を制御すると考えられる領域(アクチン結合領域)に着目し、これら2つのミオシン間で、アクチン結合領域の入れ替えを行い、後腸の捻転方向を決める活性が入れ替わるか検証を行った。アクチン結合領域がMyo31DFのものであるMyo61F、およびアクチン結合領域がMyo61FのものであるMyo31DFのそれぞれのキメラミオシンを、GAL4/UASシステムを用いてショウジョウバエ胚で発現させるためのUAS系統を作出した。これらのキメラミオシンを、後腸特異的に強制発現させた結果、領域を入れ替えることで捻転方向を決める活性も同時に入れ替わったことが明らかになった。これらの結果から、アクチン結合領域は、Myo31DFとMyo61Fの捻転方向を決定する活性に十分であることが示唆された。今後、後腸上皮細胞のキラリティ形態解析、およびショウジョウバエ血球細胞を用いたアクチン動態のライブイメージング観察についても同様の実験を行い、アクチン結合領域が器官、細胞の各階層におけるキラリティ形成において重要であることを示したい。

在2022年，目的是鉴定肌球蛋白的结构区域，这些区域决定了由MyO31DF引起的野生型形态以及由Myo61F引起的镜像形态，其形态在后肠扭转方向上。 I型肌球蛋白Myo31DF和MyO61F的结构可以大致分为结合肌动蛋白丝以及IQ和尾巴域的头域。先前的研究表明，头部结构域对于确定后肠扭转方向的MyO31DF和Myo61F的活性很重要。在这项研究中，我们专注于被认为调节肌动蛋白动力学（肌动蛋白结合区域）的头域区域，并在这两种肌动物之间交换了肌动蛋白结合区域，以验证确定后肠的扭转方向的活性是否被换成。创建了一条UAS线，用于表达肌动蛋白结合区域是MyO31DF，而Myo31DF则使用GAL4/UAS系统在果蝇胚胎中。由于这些嵌合肌球蛋白在后肠上的强迫表达，因此揭示了确定扭转方向的活性通过交换区域同时改变了。这些结果表明，肌动蛋白结合区域足以确定MyO31DF和MyO61F的扭转方向。将来，我们将对后肠上皮细胞的手性形态分析进行类似的实验，并使用果蝇血细胞对肌动蛋白动力学进行实时成像观察，并证明肌动蛋白结合区域对于器官和细胞的每一层中的chirality形成很重要。