下等脊索動物からみた脊索動物の基本的な発生システムとその変化

• Project/Area Number: 14034249
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 西駕 秀俊 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (60131918)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥6,800,000 (Direct Cost: ¥6,800,000); Fiscal Year 2003: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2002: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
• Keywords: 脊索動物 / 軸形成 / ホヤ / 遺伝子 / otx / snail / Hox / FISH / ナメクジウオ / Zic / lim

Research Abstract

1)マボヤのotx遺伝子Hrothの機能を、モルフォリノオリゴヌクレオチド(MO)を用いた翻訳阻害実験により解析した。その結果、Hrothの機能は、脳胞となるべき領域が形成された後の分化に必須であるが、脳胞領域の形成には必要とされないことが分かった。我々は既に、脳胞の細胞系譜でのHrothの発現が32細胞期までに起こる植物半球からのシグナリングに依存していることを示してきた。今回植物半球の内胚葉系譜におけるHrothの発現は、このシグナリングに直接的に関係しないことを明らかにした。前方内胚葉におけるotxの役割について、ホヤと脊椎動物で異なる可能性が示唆された。
2)マボヤのotx遺伝子Hrothの空間的発現の制御機構の解析:Hrothの翻訳開始点の上流約4kbpを含むlacZレポーターコンストラクトをマボヤ受精卵に顕微注入し、卵割期でlacZの発現を調べた結果、上流約4kbpの領域は、卵割期から尾芽胚期のHrothの転写を再現することが分かった。さらにそれぞれ異なった細胞系譜に特異的に転写を司る6つの転写調節領域と、細胞系譜特異的転写を司る転写因子の候補を同定した。
3)我々は既にマボヤのSnail遺伝子Hrsnaを単離し、その発生過程における発現パターンについて報告してきた(Wada and Saiga (1999) Develop. Growth Differ 41,9-18)。今年度、西田研との共同研究で、Hrsnaは脊索の発生運命を抑制すること、このことが間充織細胞から脊索への運命を排除し、間充織細胞としての発生運命の確立に働くことが明らかにされた。
4)Hox遺伝子のクラスター構造とメンバー遺伝子の発現とのコリニアリティがホヤではどの程度保存されているのかを知る目的で、カタユウレイボヤ卵割期胚細胞を用いたFISHの方法を確立した(佐藤研、西方研との共同研究)。

Research Products

• [Publications] Oda-Ishii, I., Saiga, H.: "Genomic organization and promoter and transcription regulatory regions for the expression in the anterior brain (sensory vesicle) of Hroth, the otx homologue of the ascidian, Halocynthia roretzi."Developmental Dynamics. 227. 104-113 (2003)
• [Publications] Wada, S., Saiga, H., 他11名: "A genomewide survey of developmentally relevant genes in Ciona intestinalis II. Genes for homeobox transcription factors."Development Genes and Evolution. 213. 222-234 (2003)
• [Publications] Kobayashi, K., Sawada, K., Yamamoto, H., Wada, S., Saiga, H., Nishida, H.: "Maternal macho-1 is an intrinsic factor that makes cell response to the same FGF signal differ between mesenchyme and notochord induction in ascidian embryos."Development. 130. 5179-5190 (2003)
• [Publications] Shoguchi, E., Ikuta, T., Yoshizaki, F., Satou, Y., Satoh, N., Asano, K., Saiga, H., Nishikata, T.: "Fluorescent in situ hybridization to ascidian chromosomes."Zoological Science. 21. 153-157 (2004)
• [Publications] Wang, Y., Zhang, P.J., Yasui, K., Saiga, H.: "Expression of Bblhx3, a LIM-homeobox gene, in the development of amphixus Branchiostoma belcheri tsingtauense"Mechanisms of Development. 117. 315-319 (2002)
• [Publications] Wada, S., Saiga, H.: "HrzicN, a new Zic family gene of ascidians, play essential roles in the neural tube and notochord development"Development. 125. 5597-5608 (2002)
• [Publications] Wada, S., Toyoda, R., Yamamoto, H., Saiga, H.: "The ascidian otx gene Hroth activates transcription of a brain specific gene HrTRP"Developmental Dynamics. 225. 46-53 (2002)
• [Publications] Morokuma, J., Ueno, M., Kawanishi H., Saiga, H., Nishida, H.: "HrNodal the ascidian nodal-related gene is expressed in the left side epidermis, and lies upstream of HrPitx"Development Genes and Evolution. 212. 439-446 (2002)
• [Publications] Satoh, G., Takeuchi, J., Yasui, K., Tagawa, K., Saiga, H., Zhang, P., Satoh, N.: "Amphi-Eomes/Tbr : An amphioxus cognate of vertebrate Eomesodermin and T-Brain1 genes whose expression reveals evolutionarily distinct domain in amphioxus development"J. Exp. Zool. (Mol. Dev. Evol.). 294. 136-145 (2002)
• [Publications] Satou, Y., Takatori, N., Fujiwara, S., Nishikata, T., Saiga, H., Kusakabe, T, Shin-I, T., Kohara, Y., Satoh, N.: "Ciona intestinalis cDNA projects : expressed sequence tag analyses and gene expression profiles during embryogenesis"Gene. 287. 83-96 (2002)