神経系細胞の多様性を決定する遺伝子発現調節領域の系統的探索法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11170255
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 有賀 純 理化学研究所, 発生神経生物研究チーム, 研究員 (10232076)
• Keywords: 神経発生 / 遺伝子発現制御 / 胚性幹細胞 / エンハンサー / Zic1 / 第8脳神経

Research Abstract

本研究では効率的な神経系細胞の多様性に関わる遺伝子発現調節領域探索法ならびに発現系の開発を目的としている。中枢神経系は多様な細胞群によって構成されており、この多様性が脳神経系の持つ高次機能の一つの基盤になっている。これを遺伝子発現の制御を受ける側の遺伝子から見ると、その組織特異的あるいは細胞系譜特異的な調節に関わるDNAの領域(サブタイプ特異的エンハンサー)が近旁に存在することがサブタイプ特異的遺伝子発現状態の成立、維持に重要である。エンハンサーエレメントの収集について、従来のトランスジェニックアッセイという戦略は、時間、労力、コスト、動物維持施設の容量などの点で十分に効率的でない。そこでサブタイプ特異的エンハンサーの探索、再構成に焦点を絞ることにより、脳神経系の遺伝子操作、機能改変に用うるツールを開発する。現在までに、エンハンサーエレメントを収集するための、エンハンサーライブラリー用ベクターの作製を終え、実際に様々な神経細胞を得ることができる胚性幹細胞の神経分化系を確立した。また、既存のマーカー分子(ないし遺伝子)のBACクローンの収集、エンハンサーエレメントの収集を進めている。今後、これらのエンハンサーエレメントの組み合わせにより、どのような細胞タイプ、領域特異性がでるかを検討する予定である。このほかに、背側神経系で発現している転写因子Zic1のエンハンサーエレメントを単離し、この領域が、脊髄及び後脳、特に第8脳神経核に強く限局した発現に関わることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Aruga, J. et al.: "A5' segment of the mouse Zic1 gene contains a region specific enhancer for dorsal hindbrain and spinal cord"Mol. Brain Res.. (in press).
• [Publications] Nagai, T., Aruga, J. et al.: "Zic2 regulates the kinetics of neurulation"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. (in press).
• [Publications] Aruga, J. et al.: "Zic1 regulates the patterning of vertebral arches in cooperation with Gli3"Mech. Dev.. 89,. 141-150 (1999)