うずまき管の伸⻑を司る分子活性と細胞群の波を発見 -綱引きによる細胞群の流れと臓器の成長-

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 石井衛 生命科学研究科修士課程学生、松田道行 同教授、平島剛志 白眉センター特定准教授らの研究グループは、楯谷智子 京都先端科学大学教授と共同で、マウス内耳のうずまき管の発生に重要な「分子活性と細胞集団運動の波」を発見しました。

 ヒトやマウスの内耳には、うずまき管と呼ばれるかたつむり状の聴覚器官が存在しますが、その形作りの仕組みには謎が残されていました。本研究グループは、マウスのうずまき管を生体外で培養し、管組織の奥深くに位置する細胞や分子の働きを顕微鏡観察する新たな手法を開発しました。その結果、細胞の情報伝達に重要なERKと呼ばれるタンパク質がうずまき管頂端部から基部へ波のように伝播すること、また同時に、管の基部から頂端部にかけて細胞が集団移動することを明らかにしました。さらに、数理モデル解析と実験により、ERK活性と細胞集団運動の波が隣の細胞同士の引っ張り合いを介して作られることを提唱しました。本研究成果は、多細胞の物理学的視点から臓器の形作りの謎を解き明かすための基盤になると期待されます。

 本研究成果は、2021年3月5日に、国際学術誌「eLife」に掲載されました。

本研究のイメージ図
図:本研究のイメージ図
書誌情報

【DOI】 https://doi.org/10.7554/eLife.61092

【KURENAIアクセスURL】 http://hdl.handle.net/2433/261907

Mamoru Ishii, Tomoko Tateya, Michiyuki Matsuda, Tsuyoshi Hirashima (2021). Retrograde ERK activation waves drive base-to-apex multicellular flow in murine cochlear duct morphogenesis. eLife, 10:e61092.