ホヤ胚の内胚葉分化と中胚葉誘導における分子機構の解明

• Project/Area Number: 14704070
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Developmental biology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 佐藤 ゆたか 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40314174)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥26,260,000 (Direct Cost: ¥20,200,000、Indirect Cost: ¥6,060,000); Fiscal Year 2004: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2003: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2002: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: Ciona savignyi / Ciona intestinalis / macol / 転写因子 / Twist-like1 / Mesp / 心臓 / 間充織 / Ciona savigny / EST

Research Abstract

転写因子が発生においてきわめて重要な働きを行うことは自明であるが、特定の動物で転写因子について網羅的かつ統合的な研究が行われている例はほとんど無い。ホヤは脊索動物でありながら脊椎動物よりもはるかに単純なゲノム構造を持ち、そのドラフト配列は決定されている。このことを利用して昨年度までにホヤのゲノムにコードされる転写因子遺伝子を網羅的に同定した。16年度はその情報をもとにそれらの遺伝子の胚発生における発現パターンをホールマントin situハイブリダイゼーション法によって可能な限り網羅的に明らかにした。それによれば、ホヤ胚ではほぼすべての割球の発生運命の決定が行われる110細胞期までに胚性の発現を開始する遺伝子は65個しかないことが明らかとなった。すなわち、この65個の転写因子遺伝子の昨日および相互の関係を明らかにしていくことによってホヤ胚における各割球の運命決定メカニズムの骨格を明らかにすることができることが明らかとなった。同時に、600あまりの転写因子遺伝子のcDNAクローンの塩基配列を決定し、オルターナティブスプライシングフォームを含めた遺伝子の一次構造を正確に同定した。
こうした基礎的な情報に基づいて、筋肉細胞の発生運命決定にきわめて重要な働きをもつ転写因子であるCi-machol遺伝子について解析を進め、その下流で初期原腸期胚までに発現を始める転写因子遺伝子を網羅的に同定した。特に筋肉細胞は自律的に分化し細胞間相互作用を必要としないことが知られているので、下流遺伝子として同定された遺伝子が直接筋肉細胞における構造遺伝子の発現に関与している可能性もある。また、Ci-machol遺伝子の下流遺伝子であるCi-Tbx6bは筋肉細胞の分化に必須であることも明らかにし、筋肉細胞分化における遺伝子カスケードの大枠をとらえることに成功した。

Research Products

• [Journal Article] Identification of downstream genes of the ascidian muscle determinant gene Ci-machol. (2004)
  • Author(s): Yagi K
  • Journal Title: Developmental Biology 274(2) Pages: 478-489
• [Journal Article] Gene expression profiles of transcription factors and signaling molecules in the ascidian embryo : towards a comprehensive understanding of gene networks. (2004)
  • Author(s): Imai KS
  • Journal Title: Development 131(16) Pages: 4047-4058
• [Journal Article] The ascidian Mesp gene specifies heart precursor cells (2004)
  • Author(s): Satou Y
  • Journal Title: Development 131(11) Pages: 2533-2541
• [Journal Article] A zinc finger transcription factor, ZicL, is a direct activator of Brachyury in the notochord specification of Ciona intestinalis (2004)
  • Author(s): Yagi K
  • Journal Title: Development 131(6) Pages: 1279-1288
• [Publications] Kaoru S.Imai, et al.: "A Twist-like bHLH gene is a downstream factor of an endogenous FGF and determines mesenchymal fate in the ascidian embryos"DEVELOPMENT. 130. 4461-4472 (2003)
• [Publications] Yutaka Satou, et al.: "A genomewide survey of developmentally relevant genes in Ciona intestinalis. I. Genes for bHLH transcription factors"Dev Genes Evol. 213. 213-221 (2003)
• [Publications] Shuichi Wada, et al.: "A genomewide survey of developmentally relevant genes in Ciona intestinalis. II. Genes for homeobox transcription factors"Dev Genes Evol. 213. 222-234 (2003)
• [Publications] Kasumi Yagi, et al.: "A genomewide survey of developmentally relevant genes in Ciona intestinalis. III. Genes for Fox, ETS, nuclear receptors and NFkB"Dev Genes Evol. 213. 235-244 (2003)
• [Publications] Lixy Yamada, et al.: "A genomewide survey of developmentally relevant genes in Ciona intestinalis. IV. Genes for HMG transcriptional regulators, bZip and GATA/Gli/Zic/Snail"Dev Genes Evol. 213. 245-253 (2003)
• [Publications] Yutaka Satou, et al.: "Large scale EST analyses in Ciona intestinalis Its application as Northern blot analyses"Dev Genes Evol. 213. 314-318 (2003)
• [Publications] Naohito Takatori: "Expression of hedgehog genes in Ciona intestinalis embryos"Mechanisms of Development. 116. 235-238 (2002)
• [Publications] Yutaka Satou: "A cDNA resource from the basal chordate Ciona intestinalis"Genesis. 33. 153-154 (2002)
• [Publications] Yutaka Satou: "Fgf genes in the basal chordate Ciona intestinalis"Development Genes and Evolution. 212. 432-438 (2002)
• [Publications] Kaoru S. Imai: "Region specific gene expressions in the central nervous system of the ascidian embryo"Gene expression patterns. 2. 319-321 (2002)