側線感覚器官の形成を担う細胞外環境の遺伝学的解析

• Project/Area Number: 18060003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 東海林 亙 Tohoku University, 加齢医学研究所, 助教 (40250831)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 側線神経 / ゼブラフィッシュ / 変異体

Research Abstract

側線系に異常を引き起こすことを指標に新規のゼブラフィッシュ変異体め原因遺伝子の同定と異常を引き起こすメカニズムについて解析を行った。mujina変異体は、もともとは神経軸索が変性する系統として同定されたが、その他にも有毛感覚器管の分化異常、血管内腔の形成異常、メラノサイトの形態異常といった多彩な表現型をもつ興味深い系統である。組換え頻度を指標に変異遺伝子座の遺伝子マッピングを行ったところ、コレステロール合成に関与する酵素をコードする遺伝子に変異のあることが判明し、さらにモルフォリーノ・アンチセンスオリゴによる遺伝子ノックダウン・当該酵素の阻害剤によって同様の表現型を確認したことから、原因遺伝子のクローニングに至ったと判断した。さらに上記の発生異常を引き起こす原因となる代謝産物を探索することを目的として、コレステロール合成系路の遺伝子群を順次ノックダウン解析した結果、Gタンパク群を修飾するゲラニルゲラニル転移酵素の欠損によって上述の表現型が引き起こされることが判明した。すなわちコレステロール代謝経路を担う原因遺伝子の異常が低分子量Gタンパクの機能異常を引き起こすことによって、神経軸索の変性や血管内腔の発達異常が誘発されたと考えることができる。今後は機能低下によって異常を引き起こす要因となったGタンパクを同定し、さらに神経軸索の維持や血管内腔の形成に必要と考えられる細胞外環境因子の存在を明らかにする。同時に、残されている変異系統の遺伝子クローニングを行い、側線器官の形成に必要な細胞外環境の解明を目指していく。

Research Products

• [Journal Article] Position Fine-Tuning of Caudal Primary Motor Neurons in Zebrafish Spinal Cord (2008)
  • Author(s): Sato-Maeda, M., Obinata, M., Shoji, W.
  • Journal Title: Development 135 Pages: 323-332
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Isolation of seven mutation loci affecting the outgrowth of the trigeminal and facial motor axons reveals a role for PlexinA3 in axonal branching in zebrafish (2007)
  • Author(s): Tanaka, H., Maeda, R., Shoji, W., Wada, H., Masai, I., Shiraki, T., Kobayashi, K., Nakayama, R., and Okamoto H.
  • Journal Title: Development 134 Pages: 3259-3269
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increased susceptibility of MER5 (peroxiredoxin III) knockout mice to LPS-induced oxidative stress. (2007)
  • Author(s): Li L, Shoji W, Takano H, et al.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 355 Pages: 715-721
• [Journal Article] Sema3a1guides spinal motor axons in a cell-and stage-specific manner inzebrafish. (2006)
  • Author(s): Sato-Maeda M, Tawarayama H, Obinata M, Kuwada JY, Shoji W.
  • Journal Title: Development 133 Pages: 937-947
• [Presentation] 脊髄に分節パターンをもたらす体節からのシグナル (2007)
  • Author(s): 東海林亙
  • Organizer: 第1回日本発生生物学会秋期シンポジウム
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2007-11-05
• [Presentation] ゼブラフィッシュー次運動神経CaPにおける細胞体位置調整 (2007)
  • Author(s): 前田(佐藤)美香 帯刀益夫東海林亙
  • Organizer: 第40回日本発生生物学会、第59回日本細胞生物学会合同大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2007-05-28