ショウジョウバエ複眼形成系を利用した細胞増殖・分化、細胞死を制御する遺伝子の同定

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10152204
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 三輪 正直 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (20012750)
• Keywords: DNA修復 / PARP / ショウジョウバエ / 複眼 / アクチンフィラメント / Rho

Research Abstract

本研究では細胞死、細胞増殖・分化の調節機構を解明する目的で、DNA修復に関わるPARPやDNA-PK、及びp53を単独、または、他の細胞死、細胞増殖関連遺伝子と同時に複眼原器特異的に発現させ、複眼の形成異常を指標に、細胞増殖とがん化どのように関わっているを明らかにしたい。
まず複眼特異的PARP発現ベクターpGMR-PARPを構築し、ショウジョウバエに導入した。その結果、複眼の形成異常を認め、PARPの過剰発現が細胞死・細胞分裂・細胞分化へ影響を与える事が推測された。そこで、得られた遺伝子導入個体の複眼形態の観察、複眼切片及び原基での光受容細胞と色素細胞の数と種類、配列の解析、複眼原基での死細胞と細胞分裂の観察を行い以下の結果を得た。
1) PARPトランスジェニックフライでは、走査電子顕微鏡により個眼の配列の乱れ、個眼と個眼の境界の消失などが観察された。切片の観察では、赤道の消失、極性の異常を含む個眼の配列異常と色素細胞の消失が見られた。
2) 蛹化後約40時間の蛹のEye Discのコバルト染色で、コーン細胞の形態と数の異常が顕著に観察された。
3) 3齢幼虫のEye DiscのTUNEL法による死細胞の検出、BrdU取り込みによるS期細胞の検出を行った結果、PARPの過剰発現はBrdU取り込みに影響を与えなかったが、TUNEL陽性細胞の増加が観察された。
4) PARPトランスジェニックflyでは、アクチンフィラメントの形成不全が観察された。
5) 細胞死・細胞周期に関わる遺伝子の機能的相互作用を明らかにする目的で、すでに他の研究室で樹立されているreaperまたは hidトランスジェニックフライと、PARPトランスジェニックフライを交配したが、これらの複眼の表現形質に変化は認められなかった。
6) 低分子量Gタンパク質Rho過剰発現による複眼形成異常のPARPによる抑制が観察された。

Research Products

• [Publications] Miwa, M., et al.: "Functional analysis of poly(ADP-ribose)polymerase in Drosophila melanogaster." Mol.Cell.Biochem.(in press). (1999)
• [Publications] Hanai, S., et al.: "Genomic organization of Drosophila poly(ADP-ribose)polymerase and destribution of its mRNA during development." J.Biol.Chem.273. 11881-11886 (1998)
• [Publications] Kawamura, T., et al.: "An alternative form of poly(ADP-ribose)polymerase in Drosophila melanogaster and its ectopic expression in Rat-1 cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.251. 35-40 (1998)