糸を引く：ショウジョウバエの発達中の脳における幹細胞は、核の外側からどのようにDNAを組織化するのか（Pulling the strings: How stem cells in the developing fruit fly brain organize their DNA from outside the nucleus）

2026-10-30

2026-10-28 ワシントン大学（UW）

米国ワシントン大学の研究チームは、ショウジョウバエの発生中の脳に存在する神経幹細胞を用いて、細胞核内のDNAが適切な位置に配置される仕組みを解明した。DNAを構成する染色体にはセントロメアと呼ばれる領域があり、この細胞では通常、核の上部に集まって配置される。研究チームは蛍光顕微鏡で神経幹細胞を観察し、特定のタンパク質を除去した際のセントロメアの位置変化を、機械学習による画像解析で定量化した。その結果、核の外側に存在するタンパク質が、核内のタンパク質と協調してセントロメアの配置を制御することを明らかにした。さらに、セントロメアから離れた位置にある2つの遺伝子も、セントロメアの配置が乱れると本来の核内位置を失うことが分かった。この成果は、DNA全体の三次元的な配置を調整する仕組みや、神経幹細胞の機能・脳の発生を理解する手掛かりとなる。

UW researchers used fluorescence microscopy to study the mechanism behind how and why centromeres (labeled in blue with white arrow) normally localize to the top of the nucleus (dark circle). Shown here are two neural stem cells (white circles). The cell on the right is missing a key protein involved in centromere organization so the centromeres are not at the top of the nucleus. The scale bar on the bottom right is 5 micrometers long. Photo: Taylor and Cabernard/JCB

＜関連情報＞

微小管と核膜孔は神経幹細胞においてセントロメアと遺伝子の位置を決定する
Microtubules and nuclear pores position centromeres and genes in neural stem cells

Jennifer A. Taylor, Clemens Cabernard
Journal of Cell Biology Published:October 14 2026
DOI:https://doi.org/10.1083/jcb.202512057

Chromatin’s spatial organization is important for cell division, epigenetic memory, and gene regulation. Chromatin architecture is often reflected in nonrandom centromere positioning, which changes during development and disease. However, the mechanisms and functions of centromere positioning remain largely unknown. Here, we report that Drosophila neural stem cells cluster centromeres near the nuclear envelope, adjacent to the apical centrosome. This asymmetric centromere positioning persists throughout interphase but is lost in differentiated progeny. Asymmetric centromere positioning is regulated by microtubules from the apical centrosome connected to nuclear pore complexes (NPCs), generating a pulling force mediated by the motor protein Dynein and its binding partner Mushroom body defect. Lamin facilitates centromere–NPC binding, necessary for centromere positioning and clustering. We also find that the developmentally regulated genes hunchback and pendulin occupy specific nuclear regions, correlating with polarized centromere localization. We propose that fly neural stem cells translate their inherent polarity into stereotypical chromatin organization, potentially influencing cell-fate decisions and stem cell behavior.