前脳形成の分子機構

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13138202
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 相沢 慎一 独立行政法人理化学研究所, ボディプラン研究グループ, グループディレクター (60073011)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒川 大輔 独立行政法人理化学研究所, ボディプラン研究グループ, 研究員 (40342779) ; 高崎 延佳 独立行政法人理化学研究所, ボディプラン研究グループ, 研究員 (00342808) ; 須田 容子 独立行政法人理化学研究所, ボディプラン研究グループ, 研究員 (90201582) ; 木村 淳 独立行政法人理化学研究所, ボディプラン研究グループ, 研究員 ; 村田 卓也 独立行政法人理化学研究所, ボディプラン研究グループ, 研究員 (70305001)
• Keywords: Otx2 / エンハンサー / 脊椎動物の進化 / 脳領域化 / 前後軸 / 頭部誘導 / 前脳 / 中脳

Research Abstract

Otx2遺伝子のエピブラスト(EP)、吻側神経外胚葉(AN)、前脳・中脳(FM)での発現を規定するエンハンサー領域を昨年度同定したが、これらをより詳細に解析し、それぞれのエンハンサーに結合する上流因子の同定を進めた。ANエンハンサー欠損マウスの解析よりOtx2は誘導された吻側神経外胚葉の維持に必須で、また、Emx2遺伝子などと協働して吻側神経外胚葉の領域化に働くことが明らかになった。一方FMエンハンサー欠損マウスの解析によっては、Otx2は終脳を除く前脳・中脳領域の発生に必須で、その欠損によって終脳を除く前脳・中脳は後脳に転換することが明らかになった。また同定したエンハンサーと脊椎動物の進化について検討した。EPエンハンサーは魚類のみならず両棲類にも存在しない可能性が高く、魚類の胚盤葉、両棲類の動物極キャップはエピブラストと相同な構造物でなく、後者は両棲類以降にうまれたこと、他方ANエンハンサーは魚類には存在せず、両棲類で獲得されたこと、魚類でも保存され最も古いエンハンサーはFMエンハンサーであること、しかし哺乳動物段階で齧歯類に特有に第2のFMエンハンサーが獲得されたことなどが示唆され、これらの点については16年度も引き続き検討する。
Otx, Emx変異体などを用い同定した、頭部形成に関わると想定される新規遺伝子21について作製した変異マウスの表現型解析を進めた。本年度特に注目したのはBSと仮名している遺伝子で、この遺伝子は他に3つの類似したメンバーをもつ。BSはWNTシグナルとFGFシグナルの両者を阻害することによって頭部誘導に働くと想定される。BSはこれらのシグナルを受け取る細胞で働き、WNTレセプターFzとFGFレセプターの小胞体での糖鎖添加による成熟を阻害するこ孝によってその分解を促進し、以下両シグナルを抑制するという新しい方式でのシグナル制御因子であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Saito, T., et al.: "Notch2 Is Preferentially Expressed iin Mture B Cells and Indispensable for Marginal Zone B Lineage Development."Immunity. 18. 675-685 (2003)
• [Publications] Terauchi, Y., et al.: "Impact of Genetic Background and Ablation of Insulin Receptor Sustrate(IRS)-3 on IRS-2 Knock-out Mice."The Journal of Biological Chemistry. 278. 14284-14290 (2003)
• [Publications] Terada, K., et al.: "Expression of Tom34 Splicing Isoforms in Mouse Testus and Knockout of Tom34 in Mice."J.Biochem.. 133. 625-631 (2003)
• [Publications] Wakabayashi, Y., et al.: "Bcl11b is required for differentiation and survival of α β T lymphocytes."Nature Immunology. 4. 533-539 (2003)
• [Publications] UMEZU, T., et al.: "CHARACTERIZATION OF NEWLY ESTABLISHED CLONAL OVIDUCTAL CELL LINES AND DIFFERENTIAL HORMONAL REGULATION OF GENE EXPRESSION."In Vitro Cell.Dev.Biol.-Animal. 39. 146-156 (2003)
• [Publications] Nishida, A., et al.: "Otx2 homeobox gene controls retinal photoreceptor cell fate and pineal gland development."Nature Neuroscience. 6. 1255-1263 (2003)
• [Publications] Hirabayashi, Y., et al.: "Evaluation of nonthreshold Ieukemogenic response to methyl nitrosourea in p53-deficienct C3H/He mice."Toxicology and Applied Pharmacology. 190. 251-261 (2003)
• [Publications] Kuwahara, K., et al.: "Germinal center-associated nuclear protein contributes to affinity maturation of B cell antigen receptor in T cell-dependent responses."Proc.Natl.Acad.USA.. 10. 1073-1078 (2004)
• [Publications] Kimura-Yoshida, C., et al.: "Characterization of the pufferfish Otx2 cis-regulators reveals evolutionarily conserved genetic mechanisms for the vertebrate head specification."Development. 131. 57-71 (2004)
• [Publications] Furukawa, T., et al.: "Otx2 homeobox gene controls retinal photoreceptor cell fate and pineal gland development."Nature Neurosci. (in press). (2004)
• [Publications] Kurokawa, D., et al.: "Regulation of Otx2 expression and its functions in mouse epiblast and anterior neuroectoderm."Development. (in press). (2004)
• [Publications] Kurokawa, D., et al.: "Regulation of Otx2 expression and its functions in mouse forebrain and midbrain."Development. (in press). (2004)