粘菌の発生における分化パターンの調節機構

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04044175
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 竹内 郁夫 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 所長 (90025239)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): JOHN Bonner プリンストン大学, 名誉教授 ; JEFFREY Will 英国帝国がん研究所, 教授 ; 前田 靖男 東北大学, 理学部, 教授 (50025417) ; 岡本 浩二 京都大学, 理学部, 助教授 (10029944) ; 田坂 昌生 京都大学, 理学部, 助教授 (90179680)
• Keywords: 細胞分化 / パターン形成 / 遺伝子発現 / 転写調節 / 細胞周期 / 形態形成運動 / 細胞性粘菌

Research Abstract

細胞性粘菌の発生系では、細胞が集合して組織を形成すると、2種類の細胞(予定柄と予定胞子)が組織の大きさに関係なく一定の割合で分化し、それぞれ組織の前後を占める。この分化パターン形成の調節機構を明らかにする目的で研究を行い、次の成果を得た。
1)研究分担者のJ.Williamsが開発したアクチン・ベイサル・プロモータをもつベクターを用いて予定胞子特異遺伝子Dp87の転写を制御するシス領域について調べ、予定胞子細胞に特異的で転写を正に制御する領域が4箇所、予定胞子以外の細胞で転写を負に制御する領域が1箇所、細胞型に関係なく転写量を増大させる領域が1箇所存在することを明らかにした。
2)予定柄細胞分化の第3段階に作用する細胞から分泌される未知物質の代わりに8-Br-cAMPがecmB遺伝子の発現を誘導することを見出した。この物質がecmB遺伝子上流のいかなるプロモーターに作用するかを明らかにするために、対応研究者の協力を得て、8-Br-cAMPの作用する領域を特定する予定である。
3)粘菌細胞の分化や選別・パターンにおいて、細胞周期がどうのような意義をもつかを明らかにするために、J.Williamsから得たβ-galを常時発現する形質転換細胞を低温処理により同調化させ、その挙動を追跡した。その結果、低温解除後7週間目の細胞(T7細胞)は集合の開始に際して集合中心として機能し、初期集合塊の中心部を占めるが、やがてT1細胞し混合し、移動体の後部に選別されることがわかった。さらに、細胞周期と細胞分化との相関を明確にするために、上記の形質転換細胞にpstA遺伝子のプロモーターを導入したダブル・トランスフォーマントを作製し、発生・分化過程における挙動を解析する予定である。

Research Products

• [Publications] Tasaka,M.: "Protein binding and DNase-I hypersensitive sites in the cis-acting regulatory region of the spore-coat SP96 gene of Dictyostelium." Mechanisms of Development. 36. 105-115 (1992)
• [Publications] Ozaki,T.: "Developmental regulation of transcription of a novel prespore-specific gene(Dp87)in Dictyostelium discoideum." Development. 117. (1993)
• [Publications] Yamada,Y.: "Cell type specific responsiveness to cAMP in cell differentiation of Dictyostelium discoideum." Dev.Biol.143. 235-237 (1992)
• [Publications] Kubohara,Y.: "Developmental characterization of the wheat germ agglutinin binding proteins,wst31 and wst34,enriched in prestalk and stalk cells of Dictyostelium discoideum." Differentiation. 51. 163-169 (1992)
• [Publications] Kubohara,Y.: "DIF-resistant expression of a prespore-specific gene in Dictyostelium in vitro development." Exp.Cell Res.204. 382-384 (1993)
• [Publications] Kubohara,Y.: "Analysis of the maturation process of prestalk cells in Dictyostelium discoideum." Exp.Cell Res.(1993)
• [Publications] Kubohara,Y.: "Differanisole A,an inducer of the differentiation of Friend leukemic cells,induces stalk cell differentiation in Dictyostelium discoideum." FEBS Lett.(1993)
• [Publications] Akiyama,M.: "Possible involvements of 101KDa,90KDa,and 32KDa phosphoproteins in the phase-shift of Dictyostelium cells from growth to differentiation." Differentiation. 51. 79-90 (1992)
• [Publications] Maeda,Y.: "Cross-talks required for the acquisition of development competence in Dictyostelium discoideum." Animal Biol.(1992)
• [Publications] Maeda,Y.: "粘菌の形態形成因子" 細胞. 24. 8-13 (1992)
• [Publications] Suzuki,T.: "Cyclic AMP and Ca2+ as regulators of zygote formation in the cellular slime mold Dictyostelium mucoroides." Differentiation. 49. 127-132 (1992)
• [Publications] Amagai,A.: "The ethylene action in the development of cellular slime molds:An analogy to higher plants." Protoplasma. 167. 159-168 (1992)