脊椎動物モデルとしての小型魚類の発生の遺伝子システムの解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12202004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 武田 洋幸 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80179647)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 成瀬 清 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (50208089) ; 堀 寛 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60116663)
• Keywords: メダカ / EST / Hox / 器官形成 / BAC / ゲノム

Research Abstract

本研究の目的は,小型魚類メダカを用いてその発生過程に働く遺伝子システムを発現遺伝子(武田・成瀬)とゲノム構造(堀)の両面から解析し,脊椎動物の発生の進化過程を明らかにすることである。本年度は以下の研究成果が得られた。
1.メダカ胚での発現遺伝子(武田・成瀬):メダカ初期胚で発現する56,788のEST配列を新たにDDBJに登録・公開した。これにより,メダカの公開済みESTの数は104,311となり、そのうち本研究により登録されたものは85,490件となった。さらに約1,000クラスターの発現パターンを解析した。また、これまでに約250個のESTを連鎖地図上にマッピングした(全体の約25%)。メダカゲノムプロジェクトが本年度スタートしたのに伴い、配列決定の材料となるHd-rR系統のゲノムDNA、fosmidおよび各種cDNAライブラリーをシークエンスセンターに提供した。
2.Hoxクラスターの構造(堀):形態形成遺伝子群として知られるHox遺伝子は、哺乳動物では4クラスター、39Hox遺伝子となっている。これまでに、メダカをはじめゼブラフィッシュもフグも当初の予想と異なり基本的に7クラスターである事が判明した。そこで我々はメダカhox遺伝子の殆どを含むBAC clone(7クラスター分、10個)を単離同定し、すべての配列を決定した。その結果、メダカHoxクラスターはゼブラフィッシュ同様7クラスターであるが、メダカにはhoxCbが存在せず,ゼブラフィッシュにはhoxDbが存在しない、という大きな相違がみられた。これは重複して倍化したクラスターがメダカとゼブラフィッシュでは異なる再編成過程を経験した可能性を意味している。さらに我々の構築したメダカHd-rR BACライブラリーの維持、分配、メダカ連鎖群1のBACコンテイグマップ作りを行ない、約3分の1の地図を作成した。

Research Products

• [Publications] K.Okubo: "Structural characterization of GnRH loci in the medaka genome"Gene. 293(1-2). 181-189 (2002)
• [Publications] K.Okubo: "Conserved physical linkage of GnRH-R and RBM8 in the medaka and human genomes"Bioche. Biophy. Res. Com. 293:(1). 327-331 (2002)
• [Publications] M.Kondo: "Molecular cloning and characterization of DMRT genes from the medaka Oryzias latipes and the platyfish Xiphophorus maculates"Gene. 295(2). 213-222 (2002)
• [Publications] A.Kanamori: "Genomic organization of ZP domain containing egg envelope genes in medaka (Oryzias latipes)"Gene. 305. 35-45 (2003)
• [Publications] K.Aizawa: "The medaka midblastula transition as revealed by the expression of the paternal genome"Gene Expression Patterns. (in press). (2003)
• [Publications] Koga A: "Tansposable element in medaka fish. (Review)"Zool Science. 19(1). 1-6 (2002)
• [Publications] Matsuda M: "DMY is a Y-specific DM-domain gene required for male development in the medaka fish"Nature. 417. 559-563 (2002)
• [Publications] Koga A: "Gene transfer and cloning of flanking chromosornal regions using medaka fish Tol2 transposable element"Marine Biotechnology. 4. 6-11 (2002)
• [Publications] Koga A: "Gamera, a family of LINE-like repetitive sequences widely distributed in medaka and related fishes"Heredity. 89(6). 446-452 (2002)
• [Publications] Yamagami S: "Expression and genomic organization of a medaka fish novel membrane form of guanylyl cyclase/orphan receptor"Zool Science. 20(1)(in press). (2003)
• [Publications] Nikaido, M: "Tbx24, a novel T-box gene, is mutated in the zebrafish somite segmentation mutant fused somites"Nature Genetics. 31. 195-199 (2002)
• [Publications] Picker, A: "A novel positive transcriptional feed back loop in midbrain-hindbrain boundary development is revealed through analysis of the zebrafish pax2.1 promoter in transgenic lines"Development. 129. 3227-3239 (2002)
• [Publications] Yokoi, H: "sox9 in a teleost fish, medaka (Orizias latipes) : evidence for diversified function of sox9 in gonad differentiation"Molecular Reproduction and Development. 63. 5-16 (2002)
• [Publications] Tonou-Fujimori, N: "Expression of the FGF receptor 2 gene (fgfr2) during embryogenesis in the zebrafish Danio rerio"Gene Expression Patterns. 2. 183-188 (2002)
• [Publications] Sakaguchi, T: "Formation and patterning roles of the yolk syncytial layer. (Review)"Pattern Formation in Zebrafish. 1-14 (2002)
• [Publications] Holley, S.A: "Catching a wave : the oscillator and wavefront that create the zebrafish somite. (Review)"Seminars in Cell & Developmental Biology. 13. 481-488 (2002)