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発生:平面内細胞極性は繊毛位置の制御によって左右対称性を破る

Nature 466, 7304 doi: 10.1038/nature09129

3つある体軸の決定は、脊椎動物の形態形成における中心的な事象である。発生における左右非対称性の樹立は、背腹軸や前後軸の決定の後に起こるが、ほかの2軸に基づいて正確な左右対称性の破れを引き起こす分子機構については、まだよくわかっていない。本研究では、ショウジョウバエ(Drosophila)の平面内細胞極性(planar cell polarity;PCP)の主要遺伝子Van GoghVang)に対するマウスの2つの相同遺伝子、Vangl1Vangl2を両方欠失させることにより、左右対称性の最初の破れにおける、PCPのこれまでに知られていなかった機能を示す。後部脊索(posterior notochord;PNC)を横切る左向きのノード流は、de novoの左右非対称性形成における最も初期の現象とされている。前後パターン情報を読み取り、それを左右非対称性と結びつけるのにPCPが必須であることがわかった。Vangl1Vangl2が欠失すると、PNC細胞群の中心部周辺に繊毛がランダムに配置されノード流が乱れることにより、左右非対称性が崩壊する。マウスのPCPは、ほかの脊椎動物種で示された結果とは異なり、繊毛の形成や運動性、Sonic hedgehog(Shh)シグナル伝達、あるいは繊毛性気道上皮細胞における基底小体の尖端でのドッキングには必要とされない。以上の結果は、脊椎動物の左右対称性の破れにおいて、一方向性のノード流よりも先にPCPが働くことを示唆しており、発生における脊椎動物組織の組織化でのPCPの機能的メカニズム解明の手がかりを提供している。

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