ショウジョウバエの翅の研究が先天性欠損症への道を開く(Fruit fly wing research offers window into birth defects)

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2024-05-17 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者たちは、ハエの胚細胞がどのように正しく発達するかを明らかにし、人間の発達や先天性欠損の治療に役立つ可能性を示しました。彼らはカリフォルニアのスーパーコンピュータを使い、多くの細胞が協働して機能する様子をシミュレートしました。特に、細胞の弾性や流体圧力、そして「翼円板」と呼ばれる細胞群がどのように翼組織に発達するかを研究しました。研究により、アクトミオシンと呼ばれる細胞内構造が下部の翼円板の平坦化を促進することが判明しました。この知見は、細胞の発達メカニズムを理解し、将来的には人間や動物の組織再生や欠陥修正に応用できる可能性があります。

<関連情報>

ショウジョウバエの翅表発生における組織成長と細胞骨格制御の相反する作用のバランスを解明 Balancing competing effects of tissue growth and cytoskeletal regulation during Drosophila wing disc development

Nilay Kumar,Jennifer Rangel Ambriz,Kevin Tsai,Mayesha Sahir Mim,Marycruz Flores-Flores,Weitao Chen,Jeremiah J. Zartman & Mark Alber
Nature Communications  Published:20 March 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-46698-7

ショウジョウバエの翅の研究が先天性欠損症への道を開く(Fruit fly wing research offers window into birth defects)

Abstract

How a developing organ robustly coordinates the cellular mechanics and growth to reach a final size and shape remains poorly understood. Through iterations between experiments and model simulations that include a mechanistic description of interkinetic nuclear migration, we show that the local curvature, height, and nuclear positioning of cells in the Drosophila wing imaginal disc are defined by the concurrent patterning of actomyosin contractility, cell-ECM adhesion, ECM stiffness, and interfacial membrane tension. We show that increasing cell proliferation via different growth-promoting pathways results in two distinct phenotypes. Triggering proliferation through insulin signaling increases basal curvature, but an increase in growth through Dpp signaling and Myc causes tissue flattening. These distinct phenotypic outcomes arise from differences in how each growth pathway regulates the cellular cytoskeleton, including contractility and cell-ECM adhesion. The coupled regulation of proliferation and cytoskeletal regulators is a general strategy to meet the multiple context-dependent criteria defining tissue morphogenesis.

生物化学工学
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