受精卵や神経幹細胞は細胞分裂を繰り返しながら多様な細胞を作り出す。このときに働く基本的なしくみが、2つの異なる細胞を生じる非対称分裂である。では、同じ遺伝情報を受け継ぐ姉妹細胞はいかにして異なる運命を獲得するのだろうか。それは、細胞運命を左右する因子を一方の娘細胞へ不均等に分配することで実現できる。このようなしくみの背後には、分裂細胞に非対称性を与えるメカニズムが隠されている。私たちは、非対称細胞分裂のメカニズムとその背後にある細胞極性を探求することによって、細胞の多様性を構築する原理を探求していきたい。

本研究グループでは、神経系の発生と機能の遺伝的プログラムの解明という大きな目標のもと、とりわけ神経細胞の多様性の形成メカニズムを中心テーマとしている。私たちはショウジョウバエを実験系とした遺伝学的解析を行う過程で、神経幹細胞の分裂に際し、細胞質の一部に局在した転写因子prosperoが姉妹細胞のみに分配されることを発見した。この現象は、細胞運命決定因子の不均等分配によって2つの娘細胞が互いに異なる遺伝子発現を行う端的な例であると同時に、細胞質の構成因子が細胞内に非対称に分布すること、すなわち、細胞の極性がこの現象の本質であることを浮き彫りにしている。この発見を契機に、私たちはショウジョウバエを対象に神経幹細胞の非対称分裂という現象を探求してきたが、さらに研究対象を脊椎動物に広げてゆく。また、このような神経幹細胞のシステムが神経系の機能的な構築にいかに関わっているかという問題にも取り組んでゆきたい。