ショウジョウバエ成虫感覚毛母細胞の発生運命沢定と細胞周期

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05780543
• Research Institution: Hokkaido University of Education
• Principal Investigator: 木村 賢一 北海道教育大学, 教育学部・岩見沢校, 助教授 (80214873)
• Keywords: ショウジョウバエ / 周辺神経系 / 神経発生 / 細胞周期 / 決定 / 感覚神経 / 変態

Research Abstract

多細胞生物の発生において、細胞は分裂を繰り返し増殖すると同時に、発生運命の決定が進行していく。分裂と決定の関わりありは古くから発生生物学ん大きな問題の一つである。ショウジョウバエ成虫の感覚毛は、成虫原基細胞の中から感覚母細胞として決定を受けた細胞に由来し、その細胞は2度の分裂の後、感覚毛に分化する。本研究では、感覚母細胞の発生運命の決定と細胞周期との関連性について検討した。
感覚母細胞のマーカーとなるエンハンサートラップA101系統を用い、大剛毛及び小剛性の感覚母細胞が変態のどの時期に決定を受けるかについて解析した結果、変態期に細胞周期のG2期で停止した一群の細胞集団の中から、一つの細胞が感覚母細胞として決定をうけることが明らかになった。また、決定を受けなかった表皮細胞はその後DNAの複製なしに分裂することを確認した。このことは、感覚母細胞の運命決定を細胞周期の特定のステージで起こることを示している。そこで、G2で細胞周期が停止することが、感覚母細胞の発生運命の決定に必要かどうかについて、細胞周期を人為的に操作することにより検証した。はじめに、ショウジョウバエの細胞周期G2-Mを支配している遺伝子string(cdc25)と熱ショックタンパクのプロモーターを融合させた遺伝子を導入した形質転換体を用い、string遺伝子を変態期に強制発現させた。その結果、string遺伝子の強制発現後約1時間後にG2期で停止していた多くの細胞で分裂が誘導されることがわかった。そこで、感覚母細胞の発生運命の決定の時期にstring遺伝子の強制発現を行ない、細胞分裂を誘導させた結果、感覚毛の発生に異常が生じた。このことは、発生運命の決定が細胞周期の特定の時期に起こり、そのための細胞周期を制御する機構が必要であることを示唆している。

Research Products

• [Publications] Usui,K.and Kimura.K.-I.: "Sequential emergency of the evenly spaced microchaetes on the notum of Drosophila." Roux's Archives of Developmental Biology. 203. 151-158 (1993)
• [Publications] Nottebohm,E., 他: "The gene poxn controls different steps of the formation of chemosensory organs in Drosophila." Neuron. 12. 25-34 (1994)
• [Publications] 木村賢一: "ショウジョウバエのプログラム細胞死" 実験医学. 11. 2248-2254 (1993)