理化学研究所（理研）は、器官形成における上皮の折り曲げ運動を推進させる細胞外シグナルの組織内伝搬の仕組みを、ショウジョウバエで発見したことを発表した。
理研生命機能科学研究センター形態形成シグナル研究チームの小椋陽介基礎科学特別研究員、林茂生チームリーダーとフィジカルバイオロジー研究チームの柴田達夫チームリーダーらの研究チームが報告。研究成果は、米国の科学雑誌『Developmental Cell』電子版に掲載された。
人の体にある臓器の多くは、胃のような袋状の構造や肺や腎臓のような管状の構造を持つことで、独自の機能を果たしている。これらの構造は、細胞が側面同士で密に接着した「上皮」と呼ばれる細胞シートが変形することで作られる。特に、上皮の陥入は器官形成の主要な過程の一つであり、上皮がどのように折り曲げられるかを解明することは、多細胞生物の器官形成を理解する上で重要だった。
今回、研究チームは、細胞同士のコミュニケーションを担うシグナル分子と、上皮の折り曲げ運動の関係を明らかにするため、細胞増殖と分化に深く関わる「細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）」に着目した。
ERKは細胞外シグナルに対して、活性（オン）／不活性（オフ）の2通りの応答を示す。発生中のショウジョウバエ胚で、上皮組織（気管）の陥入運動におけるERK活性化の時空間分布を測定したところ、陥入初期には中心部に限定されていたERKのオン状態が、次々に隣接する細胞のスイッチをオンにすることで、同心円状に波のように伝搬することを発見した。さらに、ERK活性化の波は、細胞内のモーター分子ミオシンの活性を制御して、上皮の陥入運動を調節することが明らかとなった。
研究グループによると、研究成果は、多細胞組織で細胞の挙動を協調させる原理の一つを解明したものであり、将来的に再生医療の基盤技術につながる可能性がある知見だという。