ゼブラフィッシュの変異体とゲノム情報に基づく運動システムの包括的解析

• Project/Area Number: 20016009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 平田 普三 Nagoya University, 大学院・理学研究科, 助教 (60402450)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥8,400,000 (Direct Cost: ¥8,400,000); Fiscal Year 2009: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2008: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
• Keywords: 変異体

Research Abstract

泳動の遅い変異体mi372を解析し、ショウジョウバエのflightless遺伝子のホモログであるflii遺伝子の変異であることを明らかにした。変異体ではfliiのスプライシングアクセプタ一部位に変異があり、cDNA上で1塩基の欠失が起こることからフレームシフトが起こり、途中で終止コドンが生じることにより、正常なFliiタンパクが合成できないことが分かった。電気生理学的解析で神経系からの出力を解析することで、筋に異常のあることが分かった。骨格筋には瞬発力に優れるが持久性が低い速筋と、瞬発力はないが持久力に優れる遅筋の2種類が存在し、それぞれ短距離選手、マラソン選手で発達していることが知られているが、変異体の筋異常は速筋だけで見られ、遅筋は正常であることが分かった。実際、変異体を抗Flii抗体で免疫染色すると、不思議なことにFliiタンパクは遅筋で検出され、実際に遅筋の筋収縮も正常だった。変異体は速筋に異常があるが、遅筋は正常であり、変異体の泳動が遅いのは泳動時に遅筋だけを用いて泳いでいるという仮説を立てた。実際に速筋だけを機能阻害したり、遅筋だけを機能阻害したりして運動を観察する実験から、この仮説が正しいと結論づけられた。これは運動の発達期における速筋と遅筋の使い分けを提唱するはじめての研究となった。flii遺伝子の変異がヒトの筋疾患に関係するという報告はないが、ヒトの先天性筋疾患でflii遺伝子の異常によるものがないかを共同研究で調べている。

Research Products

• [Journal Article] Biogenesis of GPI-anchored proteins is essential for surface expression of sodium channels in zebrafish Rohon-Beard neurons to respond to mechanosensory stimulation. (2010)
  • Author(s): 中野由梨, 他
  • Journal Title: Development 137 Pages: 1689-1698
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NaV1.6a is required for normal activation of motor circuits normally excited by tactile stimulation. (2010)
  • Author(s): Low, S.E., 他
  • Journal Title: Dev Neurobiol (印刷中)(未定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Defective glycinergic transmission in zebrafish motility mutants. (2010)
  • Author(s): 平田普三, 他
  • Journal Title: Front.Mol.Neurosci. 2 Pages: 1-17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Zebrafish muscular disease models towards drug discovery (2009)
  • Author(s): 平田普三, 他
  • Journal Title: Expert Opin Drug Discov (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification and expression of voltage-gated calcium channel beta subunits in zebrafish (2008)
  • Author(s): Weibin Zhou, et.al.
  • Journal Title: Dev Dyn 237 Pages: 3842-3852
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ゼブラフィッシュの運動と行動 (2008)
  • Author(s): 平田普三
  • Journal Title: 細胞工学 27 Pages: 1125-1130
• [Journal Article] 硬骨魚類の逃避運動制御のメカニズム (2008)
  • Author(s): 平田普三, 他
  • Journal Title: 実験医学 26 Pages: 1869-1874
• [Presentation] GPI transamidase is essential for zebrafish Rohon-Beard neurons to respond to mechanosensory stimulation. (2009)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
• [Presentation] 発生期のグリシン作動性シナプスの形成 (2009)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: 日本発生生物学会秋期シンポジウム
  • Place of Presentation: 東レ総合研修センター
• [Presentation] 感覚ニューロンの障害と細胞死 (2009)
  • Author(s): 平田普三, 他
  • Organizer: 第32回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] Characterization of zebrafish motility mutant defective in voltage-gated sodium channel. (2009)
  • Author(s): 平田普三, 他
  • Organizer: The 36th International Congress of Physiological Sciences
  • Place of Presentation: 京都国際会議場
• [Presentation] Rohon-Beardニューロンの異常による逃避運動の欠如 (2009)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: 2009 NIG Zebrafish Meeting
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所
• [Presentation] ゼブラフィッシュ触刺激応答異常変異体の解析 (2008)
  • Author(s): 中野由梨, 他
  • Organizer: 第14回小型魚類研究会
  • Place of Presentation: 岡崎カンファレンスセンター
• [Presentation] ゼブラフィッシュの運動異常変異体の解析 (2008)
  • Author(s): 中野由梨, 他
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム
• [Presentation] Zebrafish ryanodine receptor mutants show slow swimming and provide a model of Multi-minicore disease (2008)
  • Author(s): 平田普三, 他
  • Organizer: The 8 th International Conference on Zebrafish Development and Genetics
  • Place of Presentation: Madison, Wisconsin, USA
• [Presentation] サカナの異常から見えてくる人の病気 (2008)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: 第41回日本発生生物学会市民公開講座「発生生物学から見た生物の世界」
  • Place of Presentation: 徳島県郷土文化会館
• [Book] ブレインサイエンスレビュー2008 (2008)
  • Author(s): 平田普三
  • Publisher: ゼブラフィッシュを用いた運動制御の遺伝学的解析