ゼブラフィッシュ網膜における錐体を規則的格子パターンに配置する分子基盤

• Project/Area Number: 15K07085
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Developmental biology
• Research Institution: Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
• Principal Investigator: 鈴木 祥宏 沖縄科学技術大学院大学, 技術移転セクション, 技術移転スペシャリスト (10391997)
• Project Period (FY): 2015-10-21 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 錐体モザイク / 細胞接着 / ゼブラフィッシュ / 網膜 / 錐体視細胞 / 細胞間接着 / パターニング

Outline of Annual Research Achievements

ゼブラフィッシュの規則的錐体モザイクでは、青錐体、赤錐体、緑錐体が網膜の円周方向に緑、赤、青、赤、緑の順に直線状に並んだ錐体の5量体と、UV錐体が繰り返し現れる。この規則的モザイクパターンの形成過程を解析するため、トランスジェニックラインTg(crx:nlsEOS)を用いてCMZにおける錐体の配置パターンを解析した。その結果、まず一組の赤錐体と緑錐体が接着して双錐体を形成し、次に双錐体を形成する赤錐体と青錐体が接着した３量体を形成し、最後にもう一つの双錐体がやはり赤錐体が青錐体と結合することにより、規則的な錐体モザイクパターンを構成する錐体５量体が段階的に形成されることを示唆する結果が得られた。上記の結果と、昨年度までに得られた結果を総合すると、緑錐体が赤錐体に接着することが引き金となり、赤錐体が極性化して緑錐体との接着面とは反対側に青錐体と細胞接着を形成することが可能になるのではないかと考えられた。この仮説を検証するために、以下の実験を試みた。
１、赤錐体と緑錐体間の細胞接着阻害
錐体５量体を形成する錐体の内節部に細胞接着因子Crb2aは一様に見られる。それに対し細胞接着因子Crb2bは緑錐体と赤錐体の内節部接着面と赤錐体と青錐体の内節部接着面にのみ局在が見られる。このことからCrb2bが錐体５量体の段階的形成に何らかの役割を果たしている可能性が考えられた。そこで、CRISPR/cas9法を用いてcrb2bを赤錐体でのみノックアウトさせるためのDNAコンストラクトの作製を行った。
２、Crb2bの赤錐体における局在の騒乱
Crb2bの局在を乱した場合の規則的錐体モザイクパターンへの影響を検討するため、Crb2aの細胞外領域とCrb2bの細胞内領域からなるキメラ分子を赤錐体に発現させるためのコンストラクトの作製を行った。

Research Products

• [Presentation] Mechanisms underlying cone photoreceptor specification and patterning in zebrafish (2016)
  • Author(s): Sachihiro C. Suzuki, Rachel O. Wong, and Ichiro Masai
  • Organizer: 22th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting (NBRP-medaka and zebrafish joint international meeting)
  • Place of Presentation: 基礎生物学研究所 岡崎カンファレンスセンター
  • Year and Date: 2016-08-20
  • Invited
• [Presentation] Cone photoreceptor specification and patterning in the zebrafish retina (2016)
  • Author(s): Sachihiro C. Suzuki
  • Organizer: The 9th NIBB International Practical Course and the 4th NIBB TLL Joint International Practical Course: Genetics and Imaging of Medaka and Zebrafish
  • Place of Presentation: 基礎生物学研究所
  • Year and Date: 2016-08-18
  • Invited
• [Presentation] Mechanisms underlying cone photoreceptor specification and patterning in zebrafish (2016)
  • Author(s): Sachihiro Suzuki
  • Organizer: JSDB Special Symposium: Frontier of Developmental Biology(+ 49th Meeting) Hosted by JSDB
  • Place of Presentation: 東京大学 小柴ホール
  • Year and Date: 2016-06-02
• [Presentation] ゼブラフィッシュにおける錐体モザイクの形成機構の研究 (2016)
  • Author(s): 鈴木祥宏
  • Organizer: メダカ視覚・色覚による行動解析プラットフォーム勉強会
  • Place of Presentation: 岡山大学理学部本館
  • Year and Date: 2016-03-30
  • Invited
• [Presentation] Molecular mechanisms underlying cone photoreceptor specification in zebrafish (2015)
  • Author(s): Sachihiro Suzuki, Rachel O. Wong, Ichiro Masai
  • Organizer: BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸ポートピアホテル
  • Year and Date: 2015-12-02
  • Invited