海産無脊椎動物の骨格形成における分子機構

• Project/Area Number: 02J07885
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 動物生理・代謝
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 遠藤 博寿 東京大学, 海洋研究所, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 石灰化 / クルマエビ / 甲殻類 / 外骨格 / Ca2+結合タンパク質 / カルシウム結合タンパク質 / 分子生物学的手法

Research Abstract

海産無脊椎動物の骨格形成機構を調べる目的で、クルマエビ(Penaeus japonicus)の外骨格における石灰化の分子機構について研究を進めている。石灰化とは、生体内の硬組織における無機カルシウム結晶の沈着のことであり、骨格形成においては非常に重要な過程である。その分子機構の詳細は未だに不明な点が多いが、石灰化部位における無機カルシウム結晶形成にはカルシウム結合タンパク質の担う役割が大きいと考えられている。そこで現在は、甲殻類(クルマエビ)の外骨格の石灰化が起こる時期に特異的に発現する遺伝子の解析を行っている。甲殻類の外骨格の石灰化は、脱皮直後の限られた時期(脱皮後期)にのみに起こるため、この時期に特異的に発現する遺伝子のうちのいくつかが石灰化に関与していると考えられる。そこで、私は、まず脱皮後期に特異的に発現する遺伝子CCN(831残基のタンパク質(CCN)をコード)の配列を決定した。以下に示す遺伝子およびタンパク質の解析により、同タンパク質が石灰化を促進することが示唆された。
1)免疫組織化学:免疫組織化学を用いてCCNの組織中における分布を調べた結果、外骨格中で強く石灰化されている領域に特異的に分布していることが明らかになった。
2)発現時期の解析:RT-PCR法を用いて遺伝子CCNの発現時期を調べた結果、発現は外骨格の石灰化に先立って起こることが示された。
3)CCNのCa^<2+>結合能および結晶形成能の解析:CCNは3か所のCa^<2+>結合サイトを有しており、そのうち2か所に炭酸カルシウムの結晶形成能が確認された。

Research Products

• [Publications] EnDo, H., Persson, P., Ikeya, T., Takagi, Y., Watanabe, T.: "Biomineralization (BIOM2001)"Tokai University Press, Tokyo. 4 (2004)