生き物の体は、组织の秩序だった変形が繰り返されることで形づくられます。组织の変形を个々の细胞レベルでみると、细胞の数、かたち、配置の変化に分解されます。このうち、细胞接着面の组み替えによる细胞の相対位置の変化は细胞配置换えと呼ばれます。细胞配置换えは、细胞接着面の収缩、切り替わり、伸长の叁段阶で进行します。细胞接着面の収缩と伸长はミオシン(注1)が生成する力により駆动されることが分かっていますが、细胞接着面切り替わりのメカニズムには多くの谜が残されていました。
今回、国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科の井川敬介助教(研究当時:東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻)は、東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻の杉村薫准教授らの研究グループとともに、細胞接着面の切り替え時にアドへレンスジャンクション(注2)からミオシンが剥離する構造 (rectangle-shaped myo-II cable: rsMC)を発見したことを足がかりに、細胞接着面切り替わりの分子?力学メカニズムを明らかにしました。ショウジョウバエ翅上皮細胞では、アドへレンスジャンクションとアクチンの間のリンカー分子として働くことが知られているJub/Ajubaが、細胞配置換え初期にミオシンが細胞接着面から剥離しないように働きます。加えて、トリセルラージャンクション(注3)の构成因子惭6が闯耻产/础箩耻产补の局在を减弱させることで、谤蝉惭颁が形成されます。闯耻产/础箩耻产补と惭6は相互抑制関係にあり、両者の相互抑制のバランスとミオシンケーブルの物理特性はともに、细胞接着面の长さに依存しています。このように、几何と力学、シグナリングが协调することで、细胞配置换えにおける细胞接着面の収缩と伸长に伴って、自発的に、细胞接着面の切り替えが起こることが明らかになりました。
本研究は、长年、ブラックボックスになっていた细胞接着切り替わりのメカニズムの一端を明らかにしました。细胞间接着の动态は生き物の体の维持から老化などのライフイベント、がんなどの病気と深く関わっており、本研究により明らかにされた细胞间接着制御メカニズムは、さまざまな生命现象において働いている可能性があります。
◆ 細胞の配置換え過程でアドヘレンスジャンクションからミオシンが剥離する現象を足がかりにして、細胞接着面切り替わりの分子?力学メカニズムを明らかにしました。
◆ アドヘレンスジャンクションの構成因子Jub/Ajubaとトリセルラージャンクションの構成因子M6とが相互に抑制しあうことで、細胞接着面切り替わり時のミオシンの剥離と再接着が制御されることを明らかにしました。
◆ ミオシンケーブルの張力と細胞接着面への接着との競合を考慮した力学モデルを濡れの理論に基づいて構築し、細胞配置換えにおける細胞接着面の収縮と伸長に伴って、ミオシンの剥離と再接着が自発的に起こるメカニズムを同定しました。
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(注1)ミオシン
分子モーターの一つ。アクチン细胞骨格とともにアクトミオシンを形成し、収缩力を生成する。アドヘレンスジャンクションを里打ちするアクトミオシンは、细胞接着面を収缩させて、细胞の配置换えを駆动することが知られている。
(注2)アドヘレンスジャンクション
上皮细胞同士の接着を担う构造。膜贯通型タンパク质であるカドヘリンが主要な接着分子として働く。カドヘリンの细胞内ドメインは、闯耻产/础箩耻产补や&补濒辫丑补;-肠补迟别苍颈苍などのリンカータンパク质を介して、アクチンと结合している。
(注3)トリセルラージャンクション
叁つ以上の细胞が接着する细胞间接着构造。アドヘレンスジャンクションのような二细胞间の接着を担う构造とは构成分子が异なる。
雑誌名:Current Biology
論文タイトル:Attachment and detachment of cortical myosin regulates cell junction exchange during cell rearrangement in the Drosophila wing epithelium
著者:Keisuke Ikawa*, Shuji Ishihara, Yoichiro Tamori, Kaoru Sugimura*
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