上皮形態形成研究チーム|理化学研究所 生命機能科学研究センター(BDR)

上皮形態形成研究チーム

チームリーダー

Yu-Chiun WANGPh.D.

研究内容

細胞、組織、器官がそれぞれ特有の機能と形態を獲得していくプロセスを理解することは発生生物学の重要な課題です。当研究室では、上皮組織形態形成をモデルに、その複雑な過程に関与する新規メカニズムの解明を目指します。上皮細胞の極性変化が細胞形態を制御する仕組み、また、局所的な細胞の形状変化が組織構造全体を変化させる仕組みに注目しています。さらに、コンピュータ科学者との共同研究により、細胞形態の4次元再構成および定量化法を開発しています。一個体間、または双翅類種間での形態形成の多様性における進化的、機構的原理を理解することが長期的な目標です。

ショウジョウバエ原腸陥入胚のDorsal fold形成。胚の背側で、前(anterior)と後(posterior)に2つの上皮折りたたみ構造を形成する。形成過程の(A)初期と(B)後期の断面図。右図は白枠内の拡大図。アドヘレンスジャンクションを緑、細胞膜をマゼンタで示す。

ショウジョウバエ胚の細胞頂端の表面でPatronin(ショウジョウバエ CAMSAP: 緑)は、非中心体性の微小管ネットワーク(マゼンタ)を修飾する。

Dorsal fold形成を開始する時、上皮細胞の頂端ドームは消失する。この時の細胞形態を3D再構成した(上図)。微小管切断タンパクKataninが減少すると、ドームの消失過程は阻害される(下図)。

研究テーマ

  • 上皮組織の細胞形態変化、および湾曲過程の細胞極性変化による制御機構
  • アドへレンスジャンクションとアクチン間の結合強度による陥入レベル決定機構
  • 4次元定量イメージングの開発と、形態形成時に生じる力学的変化の可視化
  • 新規かつ一時的に出現する形態形成構造の進化的可能性

主要論文

  • Takeda M, Sami M M and Wang YC.
    A homeostatic apical microtubule network shortens cells for epithelial folding via a basal polarity shift.
    Nature Cell Biology 20. 36–45. (2018) doi :10.1038/s41556-017-0001-3
  • Wen FL, Wang YC, and Shibata T.
    Epithelial folding driven by apical or basal-lateral modulation: geometric features, mechanical inference, and boundary effects.
    Biophysical Journal 112. 2683–2695 (2017) doi:10.1016/j.bpj.2017.05.012
  • Wang YC, Khan Z, and Wieschaus E F.
    Distinct Rap1 activity states control the extent of epithelial invagination via alpha-catenin.
    Developmental Cell 25. 299–309 (2013) doi:10.1016/j.devcel.2013.04.002
  • Wang YC, Khan Z, Kaschube M, and Wieschaus E F.
    Differential positioning of adherens junctions is associated with initiation of epithelial folding.
    Nature 484. 390–3 (2012) doi:10.1038/nature10938
  • Wang YC and Ferguson E L.
    Spatial bistability of Dpp-receptor interactions during Drosophila dorsal-ventral patterning.
    Nature 434. 229–34 (2005) doi:10.1038/nature03318

研究者 Q & A

Q研究の道を選んだきっかけは何ですか?

We are passionate about making new and important discoveries in the field of developmental biology. We come to work every day with great enthusiasm knowing that we will understand better how cells undergo the necessary change to form a functional organism.

Q研究室の特徴を一言であらわすと?

Dynamic. My lab is shaped and morphed by the unique personalities and positive energies of its individual members in an organic and creative way.

Q研究者を目指す人たちに一言

Let your own imagination be the only limitation, and the desire to know more be the preferred way to propel forward.