ショウジョウバエパターン形成に関わる新規ペプチド遺伝子の機能

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18570200
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 影山 裕二 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (90335480)
• Keywords: キイロショウジョウバエ / 短鎖ペプチド / 細胞構造 / 細胞骨格 / アクチン / 上皮細胞 / 器官形成

Research Abstract

これまでの研究により、pri遺伝子がショウジョウバエ幼虫腹部上皮にある歯状突起の形成に関与していることが明らかになっており、器官形成におけるパターン形成の機構を探る上で、pri遺伝子の機能を明らかにすることは意義深いと思われる。本研究ではpri変異体の詳細な解析を行い、pri遺伝子産物の生理機能を明らかにすることを目指した。
これまでの研究により、pri遺伝子がショウジョウバエ幼虫腹部上皮にある歯状突起の形成に関与していることが明らかになっており、器官形成におけるパターン形成の機構を探る上で、pri遺伝子の機能を明らかにすることは意義深いと思われる。本研究ではpri変異体の詳細な解析を行い、pri遺伝子産物の生理機能を明らかにすることを目指した。
pri遺伝子は、種間でよく保存されている非常に短いORFを5個含んでおり、短鎖ペプチドをコードしている可能性が考えられた。この可能性を検証するため、培養細胞系を用いたレポーターアッセイおよび各ORFの過剰発現によるpri表現型の回復を試みたところ、少なくとも5'側の4個のORFが独立に翻訳されており、それぞれがpri遺伝子の機能を担いうることが明らかとなった。
次に、PRIペプチドがそのような生化学的活性を持つかを調べるため、歯状突起形成に関与すると思われる遺伝子群との相互作用を検証した。分節遺伝子、EGFRシグナル関連遺伝子、歯状突起の制御因子svb遺伝子との相互作用を調べたところ、pri遺伝子はいずれの遺伝子とも相互作用を示さず、これまでに知られていないユニークな遺伝子であることが明らかとなった。
pri遺伝子の生理機能をさらに詳細に調べるため、歯状突起の形成に重要であることが知られているアクチン細胞骨格の動態をタイムラプス観察により解析したところ、pri変異体では表皮細胞に特異的に見られるアクチン束が形成されず、priが遺伝子が新たなタイプのアクチン制御因子であることが明らかとなった。
これらの実験結果は、pri遺伝子が複数のアクチン制御ペプチドをコードする、非常にユニークな遺伝子であることを明確に示している。

Research Products

• [Journal Article] Small peptide regulators of actin-based cell morphogenesis encoded by a polycistronic mRNA (2007)
  • Author(s): Takefumi Kondo, Hashimoto, Y., Kato, K., Inagaki, S., Hayashi, S., Kageyama, Y.
  • Journal Title: Nature Cell BIology (印刷中)
• [Journal Article] Rapid construction of Drosophila RNAi transgenes using pRISE, a P-element-mediated transformation vector exploiting an in vitro recombination system. (2006)
  • Author(s): Takefumi Kondo, Inagaki, S., Yasuda, K., Kageyama, Y.
  • Journal Title: Genes and Genetic Systems 81 Pages: 129-134