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発生生物学:形態形成の波の遺伝的誘導と機械化学的伝播

Nature 572, 7770 doi: 10.1038/s41586-019-1492-9

組織の形態形成は、細胞の形がアクトミオシンの収縮を原動力として協調的に変化することから起こる。遺伝子発現のパターンは、アクトミオシンの収縮性を制御することによって細胞の挙動を区画化する。今回我々は、ショウジョウバエ(Drosophila)内胚葉でのRho1とmyosin II(MyoII)の活性化を制御する2つの状態について報告する。まず、Rho1–MyoIIは、Gタンパク質共役受容体リガンドFogの転写が局在することによって、空間的に限られた原基でだけ誘導される。次いで、Rho1–MyoII活性化と細胞の陥入の組織規模の波が、最初の原基から前方へと進んでいく。この波には遺伝子の転写の持続が必要なく、Fogの調節された送達によって支配されてもいない。MyoIIの阻害はRho1の活性化と伝播を妨げることから、MyoIIによって駆動される機械的フィードバックが存在することが分かる。細胞の各列でのMyoIIの活性化と陥入が、次の列の細胞でのインテグリンを介した卵黄膜への接着、頂端の拡大、MyoIIの活性化、陥入を引き起こす。従って、内胚葉の形態形成は、局所的な転写開始と機械的に推進される細胞の変形サイクルとによって進められる。

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