メダカ属魚類の種内・種間交雑個体の環境適応におけるcGMP情報伝達系の役割の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11236202
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 鈴木 範男 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20082133)
• Keywords: 遺伝子 / ゲノム / シグナル伝達 / グアニル酸シクラーゼ / 発現制御 / プロモーター / cGMP / メダカ

Research Abstract

メダカには2種類の腸管特異的膜結合型GC (OlGC6、OlGC9)が存在し、OlGC6は哺乳類のGC-Cのメダカにおけるホモログ遺伝子の翻訳産物である。OlGC6遺伝子の5'-flanking領域内の-90から-81のヌクレオチド(AGACCTTTGC)へ17kDaの核タンパク質が結合することがメダカ腸管におけるOlGC6遺伝子の転写に不可欠であった。17kDaのタンパク質は哺乳類のコアクチベータ"PC4"のメダカにおけるホモログであった。OlGC9は、腸管における転写発現量が、淡水にならしたウナギを海水に移行することによって100%上昇することが示されているヨーロッパウナギで発見された腸管特異的膜結合型GC (GC-C2)とよく似ているが、メダカ成魚を50%の海水に移行しても変化しなかった。nNOSはメダカ胚尾芽、耳胞、甲状腺、脳室に、PKGIは胸腺、鰓弓、嗅窩にそれぞれ限局して、OlGCS-α_1、OlGCS-α_2、OlGCS-β_1は胚全体にぼんやりと拡散して発現する。morpholino antisense oligonucleotide (MO)によるα_1/β_1ヘテロ二量体のknock-downによって前脳、目、耳胞の形成不全など中枢神経系における胚発生の異常が引き起こされ、α_2/β_1ヘテロダイマーのknock-downによって発生段階22の胚の尾芽に細胞死が認められた。これらのことはNO/cGMP情報伝達系がメダカの発生初期段階において重要な役割を担っていることを示唆している。また、原腸胚後期には2種類のPKG isoform (Iα,Iβ)が発現しており、PKGIαの転写産物は脊髄、鰓弓に、PKGIβの転写産物は耳胞以外の組織にぼんやりと弱く発現していることが明らかになった。2細胞期メダカ胚にPKGIα-MOを導入すると、発生中の胚にhammer-likehead、眼の融合および眼周辺の細胞の変質などの重篤な変化が引き起こされた。しかし、PKGIβ-MOの導入胚には異常は認められなかった。一方、PKGIの過剰発現胚では眼の縮小と前脳の肥大などPKへ阻害胚と同様の変化が見られた。

Research Products

• [Publications] Yao, Y, Yamamoto, T, Tsutsumi, M, et al., Suzuki, N.: "Genomic structure and expression of the soluble guanylyl cyclase alpha-2 subunit gene in the medaka fish Oryzias latipes"Zoological Science. 20. 1293-1304 (2003)
• [Publications] Inoue, K, Naruse, K, Yamagami, 5, Mitani, H, Suzuki, N, Takei, Y.: "Four functionally distinct C-type natriuretic peptides found in fish reveal new evolutionary history of the natriuretic peptide system"Proceeding of the National Academy of Science, USA. 100. 10079-10084 (2003)
• [Publications] Yamagami, S., Xu, S.H., Suzuki, N.: "Expression and genomic organization of a medaka fish novel membrane form of guanylyl cyclase/orphan receptor"Zoological Science. 20. 591-606 (2003)
• [Publications] Yamamoto, T., Yao, Y., Harumi, T, Suzuki, N.: "Localization of the NO/cGMP signaling pathway-related genes and influences of soluble GC knock-down on medaka embryogenesis"Zoological Science. 20. 181-191 (2003)
• [Publications] Harumi, T., Watanabe, T, Yamamoto, T, Suzuki.N.: "Expression of membrane-bound and soluble guanylyl cyclase mRNAs in embryonic and adult retina of the medaka fish Oryzias latipes"Zoological Science. 20. 133-140 (2003)
• [Publications] Nakauchi, M., Suzuki, N.: "Promoter analysis of a medaka fish intestinal guanylyl cyclase gene"Federation of European Biochemical Society Letters. 536. 12-18 (2003)
• [Publications] 鈴木範男: "分子細胞生物学の基礎"三共出版. 216 (2004)