上皮組織に新しい「三次元形状」が発見され話題に［08/01］

しじみ ★

■上皮細胞が複雑な立体構造を作る際に、これまで考えらえていたのとはまったく異なる形状の細胞ができることが判明し、この形状に「スクートイド：scutoid」と名付けた

正方形、長方形、三角形、五角形など、私たちの身の回りには、多種多様な形状が存在するが、このほど、新たな"形状"が発見された。しかも、この新たな"形状"は、すでに私たちの体にも潜んでいるという。

■『スクートイド』と名付けた
米リーハイ大学、スペインのセビリア大学を中心とする欧米の共同研究プロジェクトは、2018年7月27日、科学オンラインジャーナル「ネイチャー・コミュニケーションズ」において「上皮組織の変化に順応し、エネルギー消費を最小化ながらパッキング構造の安定性を最大化する新たな形状を発見し、これを『スクートイド』と名付けた」という研究論文を発表した。

「スクートイド」は、五角柱をベースとし、頂点の1つを斜めに切り落として側面の数を6つに変形させたような形状で、昆虫の胸部や中央部の後部にある小盾板（スクテラム）と似ていることから、共同研究プロジェクトによって名付けられた。

一般に、胚の成長に伴って、組織は複雑な三次元の形状に曲がりながら、器官になっていく。上皮細胞はこのプロセスに欠かせないもので、互いにしっかりと圧迫し合い、組織の湾曲に順応する仕組みとなっているが、その構造や形状については、その多くが、いまだ明らかとなっていない。

■名前さえない形状が...

共同研究プロジェクトでは、幾何学的構成の分析に用いられるボロノイ図を使ったコンピュータモデリングを通じ、「スクートイド」を初めて発見した。

共同研究プロジェクトの一員でもあるリーハイ大学のハビエル・ブセタ准教授は、そのときの状況について「我々のコンピュータモデルの予測結果は奇妙なものだった。組織が湾曲していくにつれて、従来考えられていたような円柱や瓶の形状だけでなく、名前さえない形状が認められたのだ。」と述べている。

「スクートイド」の可能性...
そこで、共同研究プロジェクトでは、このコンピュータモデルの予測結果を検証するべく、ハエや熱帯淡水魚のゼブラフィッシュなど、様々な生物の様々な組織の三次元のパッキング構造を分析した。

その結果、上皮細胞は、コンピュータモデルが予測したものと似た、いわゆる「スクートイド」の形状になっていることがわかった。「スクートイド」は、三次元のパッキング構造を安定化させ、エネルギー消費を最低限に抑え、上皮組織の効率的に湾曲の形状を安定化出来ると考えられている。

「スクートイド」の発見は、上皮器官の三次元構造のさらなる解明に道をひらくだけでなく、効率的に組織を進化させる手法としてこの仕組みをまねることで、再生医学の発展にもつながると期待が寄せられている。

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