細胞生物学研究室

Laboratory of Cell Biology

教授
松野 健治 (Kenji MATSUNO)
mail kmatsuno@bio.sci.osaka-u.ac.jp
助教
山川 智子 (Tomoko YAMAKAWA)
mail tyamakawa@bio.sci.osaka-u.ac.jp
助教
笹村 剛司 (Takeshi SASAMURA)
mail sasamura@bio.sci.osaka-u.ac.jp
助教
稲木 美紀子 (Mikiko INAKI)
mail minaki@bio.sci.osaka-u.ac.jp
研究分野

動物発生進化学

所属

理学研究科

ロケーション

豊中地区

研究内容

複雑な多細胞生物のからだも、元をただせば個々の細胞の集まりです。したがって、生物が「生きる」ことは、細胞の発揮する多彩な機能に依存しています。例えば、細胞は、細胞同士の間で情報のやり取りをすることで、自らの運命を決めていきます。しかし、細胞がモノスゴイ機能を発揮する機能については、まだわかっていないことだらけです。 我々の研究室は、動物の組織・器官が、遺伝的にプログラムされた形態につくりあげられていく際に、細胞がどのような機能を発揮しているのかに興味を持っています。遺伝学的解析手段が駆使でき、全ゲノムのDNA塩基配列が決定されているショウジョウバエを用いて、この問題にチャレンジしています。

からだの構造が左右非対称になる仕組みは?

外見が左右 対称な動物においても、内臓器官は左右非対称な場合が多くみられます。ヒトの内臓の左右非対称性がそのよい例です。このような左右非対称性形成の形成機構は、進化的に多様であり、ほとんどの動物では未知のままです。 無脊椎動物に属するショウジョウバエは、発生の研究を行うのに適した実験動物です。我々のこれまでの研究において、ショウジョウバエの消化管の左右非対称性が逆転する突然変異体を分離し、体の左右差をつくる新しい機構の一部を明らかにしてきました。消化管が左右非対称になる過程で、細胞の形が左右に歪むことがわかっています。このような左右の歪みは、ミオシンタンパク質(モータータンパク質)やアクチン細胞骨格の制御に依存する、細胞接着の左右非対称性によって起こると考えられます。 現在、細胞の形の左右の歪みをコンピュータ・シミュレーションすることで、左右の歪みが起こる細胞レベルの仕組みを明らかにしたいと考えています。また、このときに細胞が生み出す「力」の大きさを測定し、細胞の形の左右の歪みを力学的にとらえたいと考えています。

細胞間の接触を介する細胞間情報伝達−Notch情報伝達−

多細胞動物の発生や恒常性の維持には、細胞間の情報伝達が必須です。細胞間の情報のやり取りによって、細胞の秩序だった挙動が生まれます。このような細胞間の情報伝達の機構に関しては、近年、大きく理解が進んでいます。しかし、まだまだ多くの謎が未解決のまま残されています。細胞間の情報を受け取るためには、細胞膜の表面にある受容体タンパク質が活躍します。これらは、情報を「受容」するタンパク質です。 Notchは細胞膜を貫通する受容体です。隣の細胞からNotchに情報を送る側のタンパク質も、細胞膜貫通型です。そのため、細胞と細胞が直接接触する場合だけ、Notchが細胞内に情報を送るようになります。この仕組みによって、細胞と細胞の接触を介した細胞間情報の伝達が起こります。これは、Notch情報伝達とよばれています。Notch情報伝達は、いろいろな細胞の運命決定や形態形成で機能しています。したがって、Notch情報伝達の異常は、白血病などのガンの発生や、いろいろな遺伝病の原因となります。ショウジョウバエを用いて、Notch情報伝達の仕組みや、その制御方法の研究を行っています。

図0 ショウジョウバエの胚の消化管(部分ごとに、緑、紫、青色で示した)は、左右非対称。左パネルは腹側から、右パネルは背側から見た写真。

図1 野生型のショウジョウバエ胚の神経系(紫色)は、はしご状神経系。Notch受容体をコードする遺伝子の突然変異体の胚では、細胞間の情報伝達が機能せず、細胞分化が乱れる。その結果、本来は表皮の細胞が、全て神経に変化してしまう。

参考文献

Taniguchi K, Maeda R, Ando T, Okumura T, Nakazawa N, Hatori R, Nakamura M, Hozumi S, Fujiwara H, Matsuno K. Chirality in planar cell shape contributes to left-right asymmetric epithelial morphogenesis. Science 333(6040) , 339 - 341 (2011)

Hozumi S, Maeda R, Taniguchi K, Kanai M, Shirakabe S, Sasamura T, Spéder P, Noselli S, Aigaki T, Murakami R, Matsuno K. An unconventional myosin in Drosophila reverses the default handedness in visceral organs. Nature 440(7085) , 798 - 802 (2006)

Yamakawa T, Yamada K, Sasamura T, Nakazawa N, Kanai M, Suzuki E, Fortini ME, Matsuno K. Deficient Notch signaling associated with neurogenic pecanex is compensated for by the unfolded protein response in Drosophila. Development 139(3) , 558 - 567 (2012)

連絡先

〒560-0043 大阪府豊中市待兼山町1−1
大阪大学大学院 理学研究科 生物科学専攻
TEL / FAX:06-6850-5804 / 06-6850-5805

http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/matsuno/index.html

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