RNA制御による組織の領域化メカニズム

• Project Area: Diversity and asymmetry achieved by RNA program
• Project/Area Number: 21112506
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小嶋 徹也 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (80262153)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2010: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2009: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 発生・分化 / 発現制御 / 転写後調節 / RNA / 付属肢

Research Abstract

組織形成過程では、モルフォゲンによる領域特異的転写因子の発現により、組織が異なる性質を持つ細胞群へ分割される(領域化)。ショウジョウバエ成虫肢は、遠近軸方向に分節されており、そのうち第5-第3付節の領域化には、ホメオドメイン型転写因子をコードするBarの発現変化が重要であり、Znフィンガー型転写因子をコードするrotund(rn)により制御されている。rnのmRNAはBarの発現が変化する時期に一過的に発現し、Barの発現変化終了後には消失する。GAL4/UAS系を用いてrn本来のプロモーター活性とは無関係にrnを強制発現しても発生後期になると強制発現したrn mRNAは消失したことから、肢の発生後期におけるrn mRNAの消失は、何らかの転写後調節機構によるものであることが示唆された。rn mRNAのさまざまな部分に対応する配列をレポーター遺伝子であるGFPに連結したコンストラクトを持つ形質転換ショウジョウバエを作製し、GAL4/UAS系を用いて強制発現した際のGFP mRNAの発現パターンを解析した。その結果、rn全長をGFPに連結した場合(UAS-GFP-rn)においてもmRNAの発現抑制が起こらなかった。このコンストラクトではrnの翻訳は起こらなくなっていることから、Rnタンパク質自身が関与する可能性が考えられたため、UAS-rnとUAS-GFP-rnを同時に発現させたところ、mRNAの発現抑制が見られた。このことから、rn mRNAの発現抑制にはRnタンパク質自身の機能が重要であり、rnの発現制御には自身のmRNAの発現抑制を介した負のフィードバック機構が重要であることが明らかとなった。このことは、領域特異的転写因子の時間的・空間的発現制御におけるRNAレベルでの制御メカニズムについての新たな知見であり、領域化の新たなメカニズムの提唱に結びつくものである。

Research Products

• [Journal Article] Progressive tarsal patterning in the Drosophila by temporally dynamic regulation of transcription factor genes (2011)
  • Author(s): Natori, K., Tajiri, R, Furukawa, S., Kojima, T.
  • Journal Title: Developmental Biology Volume: (掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cooperative DNA-binding and sequence-recognition mechanism of aristaless and clawless (2010)
  • Author(s): Miyazono, K., Zhi, Y., Takamura, Y., Nagata, K., Saigo, K., Kojima, T., Tanokura, M.
  • Journal Title: EMBO Journal Volume: 29 Pages: 1613-1623
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Formation of Tarsal Segments by the Temporal Regulation of Transcription Factor Genes during Leg Development (2011)
  • Author(s): Natori, K., Kojima, T.
  • Organizer: 1st Asia-Pacific Drosophila Research Conference
  • Place of Presentation: 台湾台北
  • Year and Date: 2011-05-23