Spatial and temporal regulation of Wnt signaling pathway members in the development of butterfly wing patterns

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg3877

1. 本研究の学術的背景，研究課題の核心をなす学術的「問い」は？
- 蝶の翅の模様形成において、Wntシグナル伝達メカニズムが重要な役割を担っていることが知られている。しかし、その正確なメカニズムには未解決の問題が多く、具体的にどのWntシグナル伝達メンバーがその役割を担っているかについても不明である。本研究では、蝶の目放散斑や縞模様におけるWntシグナル伝達の局在と機能の探索を行い、Wntシグナル伝達のメンバーの特定や調節機構を明らかにすることを目的とした。

2. 本研究の目的及び学術的独自性と創造性は？
- 本研究は、Wntシグナル伝達メカニズムに関する未解決な問題に着目し、蝶の目放散斑や縞模様形成におけるWntシグナル伝達のメカニズムを探索することを目的としている。本研究の独自性と創造性は、蝶のWntシグナル伝達メンバーの特定に成功し、機能や調節機構について新たな知見を提供することにある。

3. 本研究の着想に至った経緯や、関連する国内外の研究動向と本研究の位置づけは？
- 蝶の翅の色形成メカニズムにおいてWntシグナル伝達が重要な役割を担うことは、以前から知られており、そのメカニズム解明に向けた研究が進められていた。本研究では、特にWntシグナル伝達メンバーの特定に焦点を当てており、国内外の研究動向としては、分子生物学的手法やCRISPR-Cas9を用いた遺伝子操作が進められている。

4. 本研究で何をどのように、どこまで明らかにした？
- 本研究では、蝶の翅の模様形成におけるWntシグナル伝達メカニズムを探求し、そのメカニズムに関わるWntシグナル伝達メンバーの特定に成功した。また、Wntシグナル伝達メンバーが複雑に関連し、その組み合わせによって目放散斑や縞模様の形成に関与していることを明らかにした。さらに、CRISPR-Cas9を用いた遺伝子操作を行い、Wntシグナル伝達メンバーの重要な役割を証明した。

5. 本研究の有効性はどのように検証した？
- 本研究では、CRISPR-Cas9を用いた遺伝子操作により、Wntシグナル伝達メンバーの特定やその重要性を証明した。また、それを踏まえたWntシグナル伝達メカニズムのモデルを提唱し、目放散斑や縞模様の形成におけるWntシグナル伝達の役割を理解する上での重要性を示した。