ホメオボックス遺伝子の二段階転写調節による胚芽の区画化と遠近軸形成

Research Project

Project/Area Number	10173206
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	西郷薫東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50136454)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小嶋徹也東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (80262153)
Project Period (FY)	1998
Project Status	Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help	¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000) Fiscal Year 1998: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	位置情報 / バー遺伝子 / 肢形成 / ショウジョウバエ / 背中形成 / ホメオボックス遺伝子
Research Abstract	ショウジョウバエの肢や背中でのBarホメオボックス遺伝子による区画形成の分子・遺伝子機構解明を中心として研究した。ショウジョウバエの肢での、Bar発現は、少なくとも二段階の転写制御を受ける。最初期の発現(発現のイニシエーション)は、Wg,Dpp,Dll,(Rasシグナル)及び未知の時間因子により支配されている。この最初期Barは、Bar発現以前に発現している、dacの発現領域を先端側(内側)から細胞自律的に負に制御する。Bar発現細胞と非発現細胞が、接触するとそこで、領域の分節化・溝形成が起り、その過程には、Bar依存的な細胞接着因子、Dachsusが関わる。Bar発現領域の内側では、Barとは独立に別のホメオボックス遺伝子、aristaless(alが発現し、両者の拮抗的な相互作用により、排他的な発現境界が形成される。alと類似の機能を持つarisataless-like(all)を単離し、その変異体をつくり、構造解析を行い、Barとの相互作用を調べた。Barの区画化遺伝子としての機能がどの程度一般的であるかを調べるために、背中の区画化におけるBarの役割を調べた。従来背中は、転写制御遺伝子の発現により前後方向の複数の区画から形成されていると考えられていたが、本研究(Bar発現)により、むしろ碁盤の目のように区画化されていることが初めて示された。背中には、多数の神経器官が規則正しく分布しており、その形成にはacheate-scuteが、必要である。acheate-scuteの発現は、Barによりの正に制御されていた。Bar変異株や、Barの強制発現・モザイク分析を利用し、またacheate-scuteの発現や、bristleの形成の有無を調べることで、Barがプレパターン遺伝子として機能していることを明らかにした。