神経細胞特異化の分子機構

• 研究課題/領域番号: 12053265
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 広海 健 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 教授 (70291888)
• 研究分担者: 浅岡 美穂 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助手 (40370118) ; 小瀬 博之 徳島大学, 医学部・動物実験施設, 助手 (90314856) ; 岡部 正隆 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助手 (10300716)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 53,500千円 (直接経費: 53,500千円); 2004年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円); 2003年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円); 2002年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円); 2001年度: 11,400千円 (直接経費: 11,400千円); 2000年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
• キーワード: ショウジョウバエ / COUP-TF / Seven-up / 神経細胞 / rasシグナル / Sprouty / 転写因子 / 神経芽細胞 / 幹細胞プログラム / seven-up / グリア細胞 / 光受容細胞 / 転写 / 神経幹細胞 / serev-up / 光受容ニューロン / Sprauty / Argos / 転写抑制

研究概要

神経回路の構築には、神経細胞の特異化やその制御が極めて正確に行われなければならない.我々は,ショウジョウバエ複眼の光受容細胞のニューロン分化において,核内リセプターCOUP-TFのショウジョウバエホモログであるSeven-upが,神経細胞数の恒常性維持に必須の働きをしていることを示した.
ショウジョウバエ複眼において,ニューロンはEGFによって活性化されるrasシグナルによって誘導される.ニューロンになりうる性質を持っている細胞は多数存在するのに,各個眼には必ず8個のニューロンが誘導され,偏差は0である.拡散性の因子による誘導がこのような高い精度で行われるには,誘導を正に制御するだけでなく,シグナル経路を負に制御することが重要な寄与をしていると考えられる.我々はこの正確な誘導は,転写因子Seven-upが2種類のrasシグナル抑制因子の発現を細胞種特異的に制御することによって達成されていることを見いだした.Seven-upはR1/R3/R4/R6の4個のニューロンでのみ発現し,rasシグナルの抑制因子をコードするsprouty遺伝子の転写を抑制する.そのため,これらの細胞ではrasシグナル活性が上昇し,rasシグナル依存的に転写されるargos遺伝子の発現が上昇する,Argos蛋白質は,分泌されて周囲の細胞のEGF受容をおさえることによってニューロン分化を抑制する.Seven-up変異やsprouty変異などにおいてこのシステムが破綻すると個眼内の神経細胞の数はもはや一定ではなく,大きなばらつきが生じる.つまり、個眼の神経細胞数の恒常性は,細胞自立的な抑制と非自立的な抑制の拮抗作用により維持されている.

研究成果

• [雑誌論文] Seven-up controls switching of transcription factors that specify temporal identities of Drosophilaneuroblasts (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanai, MI., Okabe, M., Hiromi, Y.
  • 雑誌名: Developmental Cell 8 ページ: 203-213
• [雑誌論文] Coactivator MBF1 preserves the redox-dependent AP-1 activity during oxidative stress in Drosophila (2004)
  • 著者名/発表者名: Jindra, M., Gaziova, I., Uhlirova, M., Okabe, M., Hiromi, Y., Hirose, S.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 3538-3547
• [雑誌論文] A conserved developmental program for sensory organformation in Drosophila melanoqaster (2004)
  • 著者名/発表者名: Niwa, N., Hiromi, Y., Okabe, M.
  • 雑誌名: Nature Genetics 36 ページ: 293-297
• [文献書誌] Niwa, N., Hiromi, Y., Okabe, M.: "A conserved developmental program for sensory organ formation in Drosophila melanogaster."Nature Genetics. 36. 293-297 (2004)
• [文献書誌] Yamada, T., Okabe, M., Hiromi, Y.: "EDL/MAE regulates EGF-mediatedinduction by antagonizing Ets transcription factor Pointed."Development. 130. 4085-4096 (2003)
• [文献書誌] Yuasa, Y., Okabe, M., Yoshikawa, S., Tabuchi, K., Xiong, W.C., Hiromi, Y., Okano, H.: "Drosophila homeodomain protein REPO controls glial differentiation by cooperating with ETS and BTB transcription factors."Development. 130. 2419-2428 (2003)
• [文献書誌] Liu, Q.X., Jindra, M., Ueda, H., Hiromi, Y., Hirose, S.: "Drosophila MBF1 is a co-activator for Tracheae Defective and contributes to the formation of tracheal and nervous systems."Development. 130. 719-728 (2003)
• [文献書誌] Umesono, Y., Hiromi, Y., Hotta, Y.(2002): "Context-dependent utilization of Notch activity in Drosophila glial determination"Development. 129. 2391-2399 (2002)
• [文献書誌] Liu, Q.X., Jindra, M., Ueda, H., Hiromi, Y., Hirose, S.: "Drosophila MBF1 is a co-activator for Tracheae Defective and contributes to the formation of tracheal and nervous systems"Development. 139. 719-728 (2003)
• [文献書誌] Yuasa, Y., Okabe, M., Yoshikawa, S., Tabuchi, K., Xiong, W.C., Hiromi, Y., Okano, H.: "Drosophila homeodomain protein REPO controls glial differentiation by cooperating with ETS and BTB transcription factors"Development. (In Press). (2003)
• [文献書誌] Okabe, M., Imai, T., Kurusu, M., Hiromi, Y., Okano, H.: "Translational repression determines a neuronal potential in Drosophila asymmetric cell division"Nature. 411. 94-98 (2001)
• [文献書誌] Hiramoto,M.,Hiromi,Y.,Giniger,E.and Hotta,Y.: "A Drosophila Netrin receptor, Frazzled, guides axons by controlling the distribution of Netrin."Nature. 406. 886-889 (2000)
• [文献書誌] Okabe,M.,Imai,T.,Kurusu,M.,Hiromi,Y.and Okano,H.: "Translational repression determines a neuronal potential in Drosophila asymmetric cell division."Nature. (in press.). (2001)