细胞内相分离が制御する组织ダイナミクス―叁细胞结合点の物性が多细胞生物の形作りを支える―

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 上地浩之 薬学研究科准教授(研究は東北大学学際科学フロンティア研究所でも実施)らの研究グループは、細胞内相分離(水と油が分離するように、生体高分子がダイナミックに区画化することで分子会合体や細胞内小器官を形成する現象)が、上皮組織の形態形成を適切に導くことを明らかとしました。上皮組織は細胞膜上の細胞間接着分子群により、バリア機能と協調した細胞運動性を獲得します。なかでも3つ以上の細胞が接する「三細胞結合点」には、特定のタンパク質が局在し機能することが知られていますが、特異な分子局在や生理機能を発現するしくみは不明でした。本研究ではショウジョウバエ上皮形態形成の生きたままの観察と、試験管内再構成実験により、三細胞結合点のSidekickと呼ばれる接着タンパク質が相分離しゲルのような流動性の低い液滴様構造になること、これが形態形成の動的な場でも三細胞結合点への安定な分子局在を維持し、形態形成を駆動する関連分子の適切な分布を担保していることを見出しました。本研究成果は、多細胞の協調した振る舞いを構築する生体分子の生理的状態の理解を深めるものです。

 本研究成果は、2026年4月30日に、国際学術誌「Cell Reports」に掲載されました。

画像
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(左)厂颈诲别办颈肠办タンパク质の试験管内における液滴様构造。光褪色(各构造の上半分)后の辉度値回復の様子から、厂颈诲别办颈肠办の野生型では流动性の低いゲル様构造であり、変异体は流动性が高いことが分かる。スケールバーは5?尘。(右)生きたショウジョウバエの上皮组织における厂颈诲别办颈肠办(緑)とミオシン(マゼンタ)の分布。厂颈诲别办颈肠办は叁细胞结合点に、ミオシンは细胞接着の境界と细胞表层に分布する。変异体を导入した上皮では形态形成中にこれら分子の分布に异常をきたした。スケールバーは10?尘。画像は论文中のものを改変。

研究者のコメント

「细胞内相分离は、细胞内や组织内における生体高分子の振る舞いを记述する、比较的新しく発见された现象です。生体内にどのような分子が存在するかはよく分かってきましたが、それらを混ぜても生物はまだ创れないことを鑑みるに、分子の生体内における状态も理解することが重要です。细胞内相分离のような、生体分子が细胞内の环境で创発的に示す动态を追究することで、生命の本质に少しでも近づけるのではないかと思い研究しています。」

研究者情报
研究者名
上地 浩之