ゼブラフィッシュ初期発生における背側オーガナイザー形成機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15570184
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 清水 貴史 独立行政法人理化学研究所, 体軸形成研究チーム, 研究員 (50324760)
• Keywords: オーガナイザー / Wnt / 母性効果突然変異体 / ホメオボックス遺伝子 / bozozok / ved / β-カテニン / tokkaebi

Research Abstract

魚類における背側オーガナイザーは、母性Wnt/β-カテニンシグナルが活性化されることによって将来の背側に誘導されると考えられている。オーガナイザーは、ホメオボックス遺伝子bozozokとved/vox/ventとの括抗作用とNodalシグナルによって形成される。さらに、背側オーガナイザーからの抗BMP、抗Wntシグナルによって中枢神経系や脊索などの背側組織が誘導される。本研究では、母性効果突然変異体tokkaebi(tkk)の解析と責任遺伝子を同定することによって母性背側決定因子の本態に迫ることを目的とした。tkkホモ変異体メスから得られる胚は、頭部神経などの背側組織に著しい欠損を持つ腹側化胚の表現型を示した。tkk胚は、β-カテニンの背側細胞核への蓄積、Wnt/β-カテニンシグナルの直接の標的遺伝子であるbozozokの発現が欠損または著しく減弱していた。括性型β-カテニンRNAの導入によって腹側化の表現型の回復が見られたことより、母性Wnt/β-カテニンシグナルに異常があると考えられた。さらにWnt/β-カテニンシグナルのうち、細胞内コンポーネント(GBP、Dsh、ドミナントネガティブGSK3、ドミナントネガティブAxin)の過剰発現によってtkk表現型の回復が見られたが、Wntリガンド(wnt3a,wnt8)ならびにレセプターfrizzledでは見られなかった。以上の結果により、tkk遺伝子はβ-カテニンの安定性を制御する複合体(Axin、GSK3、APC)の上流あるいはパラレルに機能すると考えられた。tkkは染色体16番にマップされ、現在ポジショナルクローニングによって原因遺伝子の同定を行っている。また、bozozokあるいはvedの下流で機能する遺伝子の検索、オーガナイザー形成に異常のある変異体の単離を行っている。

Research Products

• [Publications] Nojima, H.et al.: "Genetic evidence for involvement of maternally derived Wnt cannonical signaling in dorsal determination in zebrafish."Mechanisms of Development. in press. (2004)
• [Publications] Bae, Y.-K.et al.: "Expression of sax1/nkx1.2 and sax2/nkx1.1 in zebrafish."Gene Expression and Patterns. in press. (2004)
• [Publications] Bae, Y.-K.et al.: "A homeobox gene, pnx, is involved in the formation of posterior neurons in zebrafish."Development. 130. 1853-1865 (2003)
• [Publications] Yabe, T.et al.: "Ogon/Secreted Frizzled functions as a negative feedback regulator of BMP signaling."Development. 130. 2705-2716 (2003)