二時間周期の分子時計が制御する体節形成のメカニズム

• Project/Area Number: 04J01253
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Cell biology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 国分 寛司 (2006) 京都大学, ウィルス研究所, 特別研究員(DC1); 國分 寛司 (2004-2005) 京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 体節形成 / 分子時計 / Hes7

Research Abstract

未分節中胚葉(PSM)では様々な分子が2時間周期でposterior側からanterior側へと発現の増減を繰り返しており(オシレーション)、周期的な体節形成を制御しているものと考えられている。Hes7はHes familyに属するbHLH型の転写抑制因子であり、PSMでオシレーションすることが知られている。また、Hes7のノックアウトマウスでは体節形成が乱れることから、適切な体節形成に必須であることが分かっている。
Hes7の発現がオシレーションするためにはHes7タンパク質がユビキチン-プロテアソーム系により速やかに分解されることが必須である。このため、Hes7の半減期は約20分程度と比較的短い。このような短い半減期をもつ場合、遺伝子からmRNAが転写されるのに要する時間がオシレーションの周期の決定に影響を及ぼす可能性が示唆される。このことから本研究では、Hes7のイントロンの長さを変えることにより、その転写にかかる時間を変化させ、Hes7の発現のオシレーションにどのような影響を与えるのかを観察する.現在、Hes7のイントロンの長さを変えたコンストラクトを作成し、ノックインマウス作製のためにES細胞での遺伝子組み換えを行っている。
また、去年度から引き続き、Hes7の可視化マウスを用いて、様々な遺伝子がHes7の発現のオシレーションに与える影響を調べている。Notchシグナルの構成因子であるLunatic Fringe及びDll3のノックアウトでは、Hes7の発現のオシレーションに変化は無かった。このことは、Hes7の発現はNotch以外のシグナルによっても制御されている可能性を示している。一方、Hes7ノックアウトマウスではHes7の可視化が見られず、Hes7の発現のオシレーションにHes7自身が必須であることが確認された。

Research Products

• [Journal Article] Instability of Hes7 protein is crucial for the segmentation clock. (2004)
  • Author(s): Hirata H.
  • Journal Title: Nature genetics 36・7 Pages: 750-754