発生生物学：器官の幾何学的性状の性差

器官は体内で特有の空間配置をとるが、そうした空間配置については考慮されないことが多い。我々は、器官の形状と周囲器官との近接には必然性があると提案する。今回我々は、多数のキイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）の体積スキャンを用いて、器官の形状、位置、個体間のばらつきの三次元的特徴を定量化する方法を開発した。器官の形状とその相対的配置はどちらも一貫しているが、性別によって違いがあることが分かり、予想外の器官間の隣接と器官の左右非対称性が明らかになった。我々は、体全体を縦横断している腸に注目し、器官の三次元幾何学的性状に性差が生じる仕組みを調べた。その結果、成虫の腸の形態の決定には、隣接する器官によって課せられる物理的制約は部分的にしか関わっておらず、その性特異的な形状は、腸の筋肉と血管様の気管との間の機械化学的クロストークによって能動的に維持されていることが分かった。実際、筋肉由来の繊維芽細胞増殖因子様リガンドの発現には性別による偏りがあり、そのため気管は性的二型性を示す。次に、気管枝が腸のループをまとめて雄または雌の形状にし、生理的な結果をもたらす。器官間の幾何学的性状は、これまで認識されていなかったレベルの生物学的複雑性を示しており、これが器官同士のコミュニケーションを可能にしたり制限したりしている可能性があり、器官の機能の性差や種差を説明するのに役立つ可能性がある。

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