脊椎動物の体節形成の分子機構に関する発生遺伝学的解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694227
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 相賀 裕美子 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター・発生工学研究室, 教授 (50221271)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 篤也 国立医薬品食品衛生研究所, 毒性部, 主任研究官 (00179417)
• Keywords: 体節形成 / Mesp2 / Notchシグナル系 / 前後極性 / ノックアウトマウス / 筋分化 / paraxis

Research Abstract

脊椎動物の分節性(繰り返しパターン)は、2つのステップにより確立する。第一段階は実際に体節が一つ一つくびれきれる過程であり、これは細胞の上皮化と密接な関係がある。第二段階は、resegmentationと呼ばれる過程であり、脊椎骨の形成過程で見られる現象である。一つの脊椎骨は実は、前方の体節の後側とその後の体節の前方側からの細胞によって形成される。従って、体節形成の時に形成された体節一個一個がそれぞれの脊椎骨になるわけではない。そしてこのresegmentationの時に重要になってくるのが、個々の体節内に形成されている前後極性であり、この前後極性は体節の分節化に先立って形成されることがわかっている。近年我々が単離した転写因子Mesp2は体節の前後極性の形成に最も初期に働く重要な分子であることが、マウスを用いた遺伝学的解析によって明らかになってきた。そこで、同様に体節の前後極性の確立に関与すると考えられるDII1,DII3あるいはNotchシグナルの伝達に重要な働きをするPresenilin-1ノックアウトマウスとのダブルノックアウトマウスを作成しその表現型、遺伝子発現に変化を詳細に解析した結果、前後極性の確立に関してはMesp2がNotchシグナリングを介してDII1の発現を制御していることがわかった。一方、体節の分節に関しては異常のないparaxisノックアウトマウスとの交配により、脊椎骨の著しい異常が認められたがこれは、筋分化過程が異常になる結果、脊椎骨のもとになる硬節の分化が異常にることが原因ではないかという見解が得られはじめている。今後さらにこの点を検討する。

Research Products

• [Publications] Sawada,A: "Zebrafish Mesp family genes, mesp-a and mesp-b are segmentally expressed in the presomitic mesoderm, and Mesp-b confers the anterior identity to the developing somites"Development. 127. 1691-1702 (2000)
• [Publications] Kitajima,S: "MesP1 and MesP2 are essential for the development of cardiac mesoderm"Development. 127. 3215-3226 (2000)
• [Publications] Takahashi,Y: "Mesp2 initiates somite segmentation through the Notch signalling pathway"Nature Genetic. 25. 390-396 (2000)
• [Publications] Sawada,A: "Zebrafish somitogenesis-roles of mesp- and hairy-related genes."蛋白・核酸・酵素. 45. 2738-2744 (2000)
• [Publications] Koizumi,K: "The role of Presenilin 1 during somite segmentation."Development. (in press).
• [Publications] 高橋雄: "マウス体節形成とNotchシグナル"細胞工学. 19. 1434-1437 (2000)