左右非対称性決定遺伝子(inv)の機能解明-個体と細胞の極性-

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680723
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 横山 尚彦 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (70191525)
• Keywords: inv / カルモデュリン / カルシウム / 左右非対称性 / IQモティフ

Research Abstract

脊椎動物の内部器官は心臓をはじめとして左右非対称性を形成する。我々はほぼすべてのホモ接合マウスにおいて内臓逆位を示す変異体(inv)を発見し、その原因遺伝子をクローニングした。マウスinv遺伝子は1062個のアミノ酸より成る蛋白をコードし,15回の繰り返しを持つアンキリン・モティフを持つ。この遺伝子は新規の遺伝子であり、その機能、そして機能制御に関しては全く不明であった。
我々は、Yeast two hybrid systemを用い、inv遺伝子のアンキリン・モティフ部分をbaitとして腎臓のライブラリーをスクリーニングしたところ、calmodulinが結合することを見いだした。inv蛋白をシークエンスを再検したところ、calmodulinと結合すると考えられるモティフ(IQ motif)が2ヵ所に見いだされた。さらに、Gel overlay assayにてcalmodulinとinv蛋白の結合が確認され、この結合はカルシウムによって制御されていることが明らかとなった。
inv遺伝子をcos細胞に導入し、過剰発現をさせることによってどの様な効果が生じるかを調べたところ、長期培養の細胞において細胞の形態が拡大することが認められた。そこで、これらの細胞をFACSにてDNAと細胞の比率を調べたところ、hyperploidとなっている細胞が増加していることが判明した。この結果はinv蛋白は細胞分裂に関与している可能性を示唆した。
さらに、inv遺伝子がXenopusにおいて作用している可能性を探るため、Xenopus inv遺伝子のクローニングを試みた。その結果、2つのホモローグのクローニングに成功した。

Research Products

• [Publications] Schon P et al.: "Identification, genovic organization,_chronosovral anopping and mutation analysis of human INV gene"Human genetics. (in press).
• [Publications] Yasuhiko Y.et al.: "Calmodulin binds to into inv protein implication for regulation of inv function"Dev.Growth & Differentiation. 43. 671-681 (2001)
• [Publications] 横山尚彦: "左右非対称性決定機構-対称から非対称へ-"医学のあゆみ. 199. 925-928 (2001)
• [Publications] 横山尚彦: "左右非対称性決定機構とヒトにおける臓器の左右非対称性異常を示す原因遺伝子"遺伝子医学. 162(2). 194-198 (2001)
• [Publications] Yokoyama T et al.: "Etiology and Morphogevesis of Congenetal heart disease"Futura Publishing Company.NY.. 389 (2001)