Notchシグナリングを中心とした器官アイデンティティーの決定機構の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12026202
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 倉田 祥一朗 東北大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (90221944)
• Keywords: 器官形成 / ショウジョウバエ / 決定転換 / Notchシグナリング / マスターコントロール遺伝子 / 器官アイデンティティー / 器官改変 / 発生プログラム

Research Abstract

これまでに,ショウジョウバエの主要な成虫器官である複眼,翅,触角そして肢の形成時には,Notchシグナリングが状況に応じて,これらの器官のアイデンティティー決定に重要な遺伝子の発現を誘導して、それぞれの器官形成を誘導するという基本的な共通機構が存在することを見いだした。本研究では、この系を用いて、Notchシグナリングと共に働き、器官の改変を誘導できる遺伝子を網羅的に同定することで、器官決定に必要な遺伝子発現のプログラムを明らかにすることを目的とした。Notchシグナリングと共に働き、器官の改変を誘導する遺伝子を同定するために、酵母の転写因子GAL4のターゲット配列UASをランダムにゲノムに挿入した系統を用いたgain-of-functionのミューントスクリーニングを行った。
これまでに、およそ300系統の解析を終えているが、まず最初の驚きは、ほとんど全ての系統において、複眼の形態異常が観察されたことである。UAS下流の遺伝子を単独で発現させ、Notchシグナリングを同時に活性化しない場合は、表現型は現れず、この系におけるNotchシグナリング活性化の重要性が浮き彫りになった。Notchシグナリングは、その細胞で発現している遺伝子の発現状況に、細胞が応答できるように反応性を付加していることが考えられる。これは、これまでに提唱されていないNotchシグナリングの新しい機能として注目に値する。このスクリーニングの結果、複眼から翅への改変を誘導する系統GS1068を同定した。この系統では、UASの制御下に3種の遺伝子の発現が誘導されることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Kurata,S.: "Notch signalling and the determination of appendage identity."Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 97. 2117-2122 (2000)
• [Publications] 倉田祥一朗: "ショウジョウバエの自然免疫を制御するシグナル伝達カスケード"生体の科学. 51. 202-207 (2000)
• [Publications] 倉田祥一朗: "Notchシグナリングと器官アイデンティティーの決定"実験医学. 18. 1347-1352 (2000)