ゼブラフィッシュGal4エンハンサートラップ法の開発とその器官形成研究への応用

• Project/Area Number: 06J01615
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 浅川 和秀 National Institute of Genetics, 個体遺伝研究系, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: Gal4 / UAS / ゼブラフィッシュ / 後脳 / 介在神経 / 逃避行動 / 神経機能 / Tetanus toxin / エンハンサートラップ / 器官形成 / 行動異常 / Ga14

Research Abstract

(1)Gal4トラップ法を用いて単離したhspGFF62A系統は、破傷風神経毒素を発現させると振動刺激に対する逃避行動に特に顕著な欠損を示すことを見いだした。およそ50%のhspGFF62A;UAS:TeTxLC二重トランスジェニック幼魚は、振動刺激に対する逃避行動に特徴的な速いターンとそれに伴う速いスイミングを示さなかった。
(2)hspGFF62A系統のGal4発現細胞を、UAS:GFPレポーター系統と掛け合わせることで可視化した。hspGFF62A;UAS:GFP二重トランスジェニック幼魚においては、振動刺激を感知する側線感覚器官と、逃避行動に関与するマウスナー細胞がGFPによって染色された。側線とマウスナー細胞はシナプスを形成することが知られているが、これらの結果は、側線とマウスナー細胞を介した経路が振動刺激に対する速いターンとそれに伴う速いスイミングに重要な役割を果たしていることを示唆している。
(3)後脳の介在神経を含む領域にGal4を発現するhspGGFF27A系統をGal4エンハンサートラップスクリーニングによって単離した。hspGGFF27A系統とUAS:TeTxLC系統を交配させ、後脳の介在神経を含む領域に破傷風神経毒素を発現させると、受精後48時間以降の胚、幼魚の運動は完全に抑えられた。
(4)後脳による運動の制御の開始についてより詳細に解析するために、後脳にGal4を発現し、なおかつ脊髄ニューロンで全くGal4を発現しない系統g104Aとg266Aを単離した。
(5)g104A系統とUAS:TeTxLC系統を交配させ、後脳に特異的に破傷風神経毒素を発現させると、受精後48時間の胚の逃避行動に異常を確認した。この結果は、受精後48時間において脳を介した逃避行動の制御が行なわれていることを示している。

Research Products

• [Journal Article] The Tol2-mediated Gal4-UAS method for gene and enhancer trapping in zebrafish (2009)
  • Author(s): Asakawa K
  • Journal Title: Methods (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transgenesis in zebrafish with the Tol2 transposon system (2009)
  • Author(s): Suster ML
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology (In press)
• [Journal Article] Mechanism of development of ionocytes rich in vacuolar-type H+-ATPase in the skin of zebrafish larvae (2009)
  • Author(s): Esaki M
  • Journal Title: Developmental Biology 329 Pages: 116-129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel conserved evxl enhancer links spinal interneuron morphology and cis-regulation from fish to mammals (2009)
  • Author(s): Suster ML
  • Journal Title: Developmental Biology 325 Pages: 422-433
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient transposition of the Tol2 transposable element from asingle-copy donor in zebrafish (2008)
  • Author(s): Urasaki A
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 Pages: 19827-19832
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeted gene expression by the Gal4-UAS system in zebrafish (2008)
  • Author(s): Asakawa K
  • Journal Title: Development Growth and Differentiation (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic dissection of neural circuits by To12 transposon-mediated Ga14 gene and enhancer trapping in zebrafish (2008)
  • Author(s): Asakawa K
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences 105 Pages: 1255-1260
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Insertional mutagenesis by the To12 transposon-mediated enhancer trap approach generated mutations in two developmental genes: tcf7 and synembryn-like (2008)
  • Author(s): Nagayoshi S
  • Journal Title: Development 135 Pages: 323-326
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeting neural circuitry in zebrafish using GAL4 enhancer trapping (2007)
  • Author(s): Scott EK et al.
  • Journal Title: Nature Methods 4 Pages: 323-326
• [Presentation] Targeted gene expression by Tol2 transposon-mediated Gal4 gene and enhancer trap approaches in zebrafish (2008)
  • Author(s): Asakawa K
  • Organizer: 8th International Conference on Zebrafish Development and Genetic s
  • Place of Presentation: Madison, USA
  • Year and Date: 2008-06-26
• [Presentation] ゼブラフィッシュGal4トラップ法を用いた神経回路の可視化と機能阻害 (2008)
  • Author(s): 浅川和秀
  • Organizer: 第41回日本発生生物学会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2008-05-27
• [Presentation] Genetic dissection of neural circuits by To12 transposon-mediated Ga14 gene and enhancer trapping in zebrafish (2008)
  • Author(s): Asakawa K
  • Organizer: CDB Syposium 2008
  • Place of Presentation: RIKEN CDB
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] Genetic dissection of neural circuits by To12 transposon-mediated Ga14 gene and enhancer trapping in zebrafish (2008)
  • Author(s): Asakawa K
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meetings Neuronal Circuits: From Structure To Function
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor Laboratory
  • Year and Date: 2008-03-14