プラナリアの中枢神経系の構造とその再生に関する研究

Research Project

Project/Area Number	09780688
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Developmental biology
Research Institution	Himeji Institute of Technology
Principal Investigator	織井秀文姫路工業大学, 理学部, 助手 (70211836)
Project Period (FY)	1997 – 1998
Project Status	Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help	¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000) Fiscal Year 1998: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 1997: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	プラナリア / 扁形動物 / 再生 / 神経 / チューブリン / POU遺伝子 / BMP
Research Abstract	プラナリア(Dugesia japonica)の中枢神経系の構造を明らかにするために神経特異的に発現すると思われる遺伝子を多数クローニングし、構造を決定し、whole mount in situ hybridization法によりその発現部位を明らかにした。当初着目したPOU転写因子群は発現量が極めて低く解析に適さないことが途中明らかになったため、神経特異的構造遺伝子群に焦点を変えた。その結果、プロトカドヘリン1種、チトクロームb_<561>、β-チューブリン1種、G-タンパク質2種、Na^+/K^+-ATPaseが神経系で発現していることが明らかになった。また、そのいくつかに対しては遺伝子産物に対する抗体を作成した。これら分子の全てが脳に限らず神経細胞で広く発現していることが明らかになった。特にβ-チューブリン、Na^+/K^+-ATPaseは免疫組織化学染色により中枢神経系にとどまらず末梢神経系まで発現していることが明らかになりプラナリアの神経系の全体像が明らかになった。また、チトクロームb_<561>は神経分泌顆粒に存在することが予想された。興味深いのはGqタンパク質が神経系全体での弱い発現に加え視細胞で極めて強い発現が見られたことである。このことはプラナリアの光情報伝達系が軟体動物に似ているというGq、及びオプシンの分子系統解析と一致する。プロトカドヘリンは神経系再生の際、脳が構築されるのと機を同じくして発現するとともに完成した脳においても恒常的に発現していたことから神経ネットワークの形成と維持に関与していることが示唆された。現在、ようやっとプラナリア神経系を解析するツールが揃った段階であり、今後プラナリア脳神経系の再生過程におけるネットワーク構築の詳細が明確になることが期待される。