2018 Fiscal Year Research-status Report
マウス初期胚におけるWnt/PCPシグナル経路による形態形成制御の解析
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18K06324
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
安島 理恵子 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 助教 (10615066)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | Wnt5a / 平面内極性 / PCP / 結合因子 / 非古典的Wnt |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物の発生においてWnt/PCPシグナル経路は、間葉系細胞の組織伸長と上皮細胞の平面内極性制御という、２つの異なるイベントを制御することで、様々な組織の形態形成を司る。しかし、Wnt/PCPシグナル経路の下流の分子機構は不明のままである。本研究計画では、マウス初期発生においてWnt5aにより制御される２つの形態形成イベント；前後軸伸長ならびにノードにおける平面内極性の構築を焦点に解析を行う。
まず初めにWnt5a刺激の有無によりPCPコアタンパク質Pk,Dvlへの結合が変化する因子の同定を行なった。候補因子の同定にはES細胞の中胚葉分化誘導系を用いた。Dvlに結合する因子には、既知の結合因子が複数含まれていた。また、Dvl, Pkにはそれぞれ、機能的に前後軸伸長や平面内極性の構築はの関わりが予想される複数のタンパク質が、Wnt5a刺激依存的な結合を示すことがわかった。
現在、得られたWnt5a刺激依存的にDvl, Pkへの結合が変化するタンパク質の遺伝子欠損マウスを作成し、その前後軸伸長ならびにノードにおける平面内極性の構築における表現型を確認することで、結合タンパク質がWnt/PCPシグナル経路の下流で働いているか確認を進めており、すでにノードにおける平面内極性の構築に関して表現型を示すものが得られている。
表現型が確認された結合タンパク質に関しては、その分子機構を明らかにするために、ES細胞の中胚葉分化誘導系や合成タンパク質を用いた生化学的解析と、生体内における機能解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究計画の初年度の目標であった、Dvl, Pkの結合因子の同定実験は予定通り実行された。
Dvlの結合因子として同定されたタンパク質に既知の結合因子が複数含まれていたことは、ES細胞の中胚葉分化誘導系と結合複合体の生成が成功していることを示している。また、今回の解析で新たに見つかった結合因子のうち、すでに複数の遺伝子変異マウスの作製を進めており、その中には平面内極性の構築に異常を生じる遺伝子変異マウスが含まれていた。従って、今回の結合因子同定手法により、機能的にWnt/PCPシグナル経路の下流で働いている新規因子の同定に成功していることが示唆される。
Wnt/PCPシグナル経路の下流因子候補であるWnt5a刺激依存的にDvl, Pk結合する因子が多数同定されているため、現在さらなる遺伝子変異マウスの作製にもすでに着手している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Wnt/PCPシグナル経路の下流因子候補であるWnt5a刺激依存的にDvl, Pk結合する因子が多数同定されているため、さらに複数の遺伝子変異マウスの作製と解析を進める予定である。現時点では前後軸伸長に異常を生じる結合因子の遺伝子変異マウスは見つかっていないため、機能的に組織の伸長を誘導する細胞運動に関わるような因子を優先して遺伝子変異マウスの作成を行う予定である。
すでに遺伝子欠損マウスが平面内極性の構築に異常を生じることが示されたDvl, Pk結合因子に関しては、生化学的な機能解析、並びにその機能におけるWnt5a刺激による機能の変化、結合因子のノードにおける細胞内局在の解析などを行うことにより、Wnt/PCPシグナル経路の下流の分子機構を明らかにしていく。
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