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学習院大学 理学部生命科学科 大学院自然科学研究科生命科学専攻 Department of Life Science, Faculty of Science Graduate Course in Life Science, Graduate School of Science Gakushuin University
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発生遺伝学(安達研究室)

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「ショウジョウバエの遺伝学を用いた発生と維持のしくみの解明」

ショウジョウバエは体長2mmくらいの小型のハエです。ハエと言われると不衛生な環境の生き物・・・というマイナスイメージを抱く方も多いかもしれませんが、その中にあってショウジョウバエは果物を好む清潔な生き物で(英名 fruitfly)、もしも貴方が顕微鏡下でその姿を見る機会があれば、その繊細な美しさに驚かれることでしょう! このショウジョウバエは、今からおよそ100年前にアメリカのノーベル賞学者 Thomas Hunt Morgan によって、遺伝学の世界 に導入されました。単に遺伝の研究がしやすかったというだけではなく、そこか ら発見される様々な生命現象や生体内物質の構造・働きは、ヒトを含めた多くの多細胞生物にも共通する普遍性解明の糸口となったため、現在にいたるまで、生命科学の研究には欠かせないツールの一つとして、世界的に汎用されています。 私たちはこのショウジョウバエを用いて、細胞の増殖・分化・細胞死のバランスによる、発生の調節機構および成体組織の維持機構に関する研究を進めています。

ショウジョウバエの翅原基
ショウジョウバエの小腸幹細胞がん

翅原基における異常細胞の除去機構

ショウジョウバエは、成虫形態を作るための未分化な組織(原基)を、幼虫の体内に準備している。この組織は、幼虫から成虫への劇的な形態変化(完全変 態)を見せる高等な昆虫だけに見られるが、その形態形成を司令する反応経路は、ヒトを含めた多くの後生動物の増殖分化をも支配していることが明らかとなった。また原基のなかでもハネ(翅)原基は、平面に広がった一層の細胞層なので、通常3次元的な形態形成の場を2次元的に簡便に捉えられる利点がある。 この翅原基を用いて、細胞増殖の異常(がん)や細胞分化の異常(ホメオシス)がどのように細胞死へ導かれていくのか?そのしくみについて研究している。

小腸幹細胞からの増殖分化・細胞死のバランス維持機構

発生が完了した成体の組織においても、細胞の老化や障害が起きるために、その除去と補充が必要となる。そのために多くの成体組織に用意されている細胞が成体幹細胞(組織幹細胞)という未分化細胞であり、それは適切な種類と数の分化細胞を、継続して供給する役割を担う。その供給の調節においても、増殖・分化・細胞死のバランスをとることが重要であり、ここでは小腸幹細胞をモデルと して、それらの相互作用を研究している。消化器系の進化的起源はきわめて古く、ここにもヒトと共通した多くのしくみを発見することができる。そのため幹細胞異常に由来する様々な消化器系疾患や老人性疾患のモデルとして理解することも可能である。

二核細胞集団の増殖分化と存在意義

成体組織の中には成体幹細胞を持たない組織があり、幹細胞による細胞補充を必要としない独自の維持システムを発達させていることが期待される。その中でも、オスの内部生殖器官である附属腺は、全ての細胞の中に核が2つずつ存在するという特徴的な姿を見せる細胞集団であり、それが細胞老化や細胞死の防止および細胞分裂再開の可能性に貢献していると考えられる。この付属腺細胞の発生制御と存在理由に関する研究を行っている。
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