ショウジョウバエゲノムの遺伝子機能の体系的解明

• 研究課題/領域番号: 12202002
• 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: 東京都立大学
• 研究代表者: 相垣 敏郎 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (80150879)
• 研究分担者: 林 茂生 理化学研究所, CDB, グループデイレクター(研究職) (60183092)
• 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: 151,000千円 (直接経費: 151,000千円); 2004年度: 40,000千円 (直接経費: 40,000千円); 2003年度: 36,000千円 (直接経費: 36,000千円); 2002年度: 40,000千円 (直接経費: 40,000千円); 2001年度: 35,000千円 (直接経費: 35,000千円)
• キーワード: ショウジョバエ / 強制発現ベクター / 強制発現変異体 / Gene Searchシステム / GS系統 / GSベクター / GAL4-UASシステム / 表現型情報 / ショウジョウバエ / 強制発現システム / LM-PCR / ゲノム配列 / 選択的スプライシング / 突然変異体 / ゲノム / 強制発現 / Cre-loxPシステム / 酸化ストレス耐性 / 寿命 / データベース / 機能獲得変異体 / 機能ゲノミクス / エンハンサートラップ

研究概要

ゲノム配列が決定されたことにより、表現型から原因遺伝子にたどり着くまでの道のりは、以前に比べると容易なものになったが、機能破壊によって明らかな表現型を示すものは約3分の1に過ぎないと推定されている。これらは、機能的に重複する遺伝子や表現型の異常が軽微で検出できないと考えられている。組織特異的な強制発現法は、ゲノムの遺伝子の機能を効率的にアノテートするのに適した方法である。本研究では、P-エレメントの内部にUASとhsp70由来のコアプロモーターを外向きに配置したGene Search(GS)ベクターをゲノムに挿入して強制発現変異体を作製できるGene Searchシステムを用いて、遺伝子機能情報を体系的に取得することを目的とした。具体的には,1)多機能をもつGene Search(GS)ベクターの開発とベクター挿入系統の大規模作製、2)GSベクター挿入サイトのマッピングと挿入特性の解析、3)GSベクター挿入系統の情報データベースの構築、4)GS系統を用いた網羅的な表現型情報の収集と分類、および5)表現型スクリーニングによって同定した新規遺伝子の機能解析、の5項目について研究を行なった。5種類の異なるGSベクターを用いて、合計1万6千系統を作製し、挿入サイトに隣接するゲノム配列を決定した。マッピング情報をはじめとして、個々のGSベクター挿入系統に関する大規模なデータを効率的に抽出、表示、利用するためのデータベースGSDBを構築した(http://gsdb.biol.metro-u.ac.jp/%7Edclust/)。GS系統を利用した表現型スクリーニングによって、発生、細胞死、自然免疫、行動、ストレス感受性、寿命など、様々な機能に関する新規遺伝子を多数見出し、その性状を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Alternative trans-splicing : a novel mode of pre-mRNA processing. (2006)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi, T., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Biol. Cell 98 ページ: 135-140
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The RING finger-scaffold protein POSH targets TAK1 to control immunity signaling in Drosophila. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuda, M., Langmann, C., Harden, N., Aigaki, T.
  • 雑誌名: EMBO reports 6 ページ: 1082-1087
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gain-of-function screen identifies a role of the Sec6lalpha translocon in Drosophila postmitotic neurotoxicity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Hiratou, T., Igaki, T., Kanda., H., Kuranaga, E., Sawamoto, K., Aigaki, T., Okano, H., Miura, M.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 1726 ページ: 225-237
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of winged eye encoding a chromatin-associated bromo-adjacent homology domain protein in disc specification. (2005)
  • 著者名/発表者名: Katsuyama, T., Sugawara, T., Tatsumi, M., Oshima, Y., Gehring, W., Aigaki, T., Kurata, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci.USA 102 ページ: 15918-15923
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The RING finger-scaffold protein POSH targets TAK1 to control immunity signalling in Drosophila. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuda, M., Langmann, C., Harden, N., Aigaki, T.
  • 雑誌名: EMBOr 6 ページ: 1082-1087
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression of a secreted form of Dally, a Drosophila glypican, induces overgrowth phenotype by affecting action range of Hedgehog. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takeo, S., Akiyama, T., Firkus, C., Aigaki, T., Nakato, H.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 284 ページ: 204-218
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A genetic screen for suppressors of Drosophila NSF2 neuromuscular junction overgrowth. (2005)
  • 著者名/発表者名: Laviolette, M.J., Nunes, N., Peyre, J.B., Aigaki, T., Stewart, B.A.
  • 雑誌名: Genetics 170 ページ: 779-792
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The slender lobes gene, identified by retarded mushroom body development, is required for proper nucleolar organization in Drosophila. (2005)
  • 著者名/発表者名: Orihara-Ono, M., Suzuki, M., Saito, M., Yoda, Y., Aigaki, T., Hama, C.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 281 ページ: 121-133
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila orthologues of human b-secretase induce the secretion of a Golgi-resident transferase, heparan sulfate 6-O-sulfotransferase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kotani, N., Kitazume, S., Kamimura, K., Takeo, S., Aigaki, T., Nakato, H., Hashimoto, Y.
  • 雑誌名: J. Biochem. 137 ページ: 315-322
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Comparative sequences analysis of a gene-dense region among closely related species of Drosophila melanogaster. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawahara, Y., Matsuo, T., Nozawa, M., Shin-I, T., Kohara, Y., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Genes Genetic Systems 79 ページ: 351-359
  • NAID: 130000062151
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression level of sarah, a homolog of DSCR1 is critical for ovulation and female courtship behavior in Drosophila melanogaster. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ejima, A., Tsuda, M., Takeo, S., Ishii, K., Matsuo, T., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Genetics 168 ページ: 2077-2087
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Comparative sequences analysis of a gene-dense region among closely related species of Drosophila melanogaster. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawahara, Y, Matsuo, T., Nozawa, M., Shin-I, T., Kohara, Y., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Gen Genet. Sys. 79 ページ: 351-359
  • NAID: 130000062151
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila Nedd4 regulates endocytosis of Notch and suppresses its ligand-independent activation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakata, T., Sakaguchi, H., Tsuda, L., Higashitani, A., Aigaki, T.; Matsuno, K., Hayashi, S.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 14 ページ: 2228-2236
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Formin 3 is required for assembly of the F-actin structure that mediates tracheal fusion in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H., Takasu, E., Aigaki, T., Kato, K., Hayashi, S., Nose, A.
  • 雑誌名: Devel. Biol. 274 ページ: 413-425
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Genetic Bases of Oxidative Stress Resistance and Life span in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aigaki, T., Kaneuchi, T., Matsuo, T., Seong, K-H., Togawa, T.
  • 雑誌名: J. Clin. Biochem. Nut. 34 ページ: 77-83
  • NAID: 130003670596
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In vivo hyaluronan synthesis by expression of mammalian hyaluronan synthase gene in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeo S., Fujise, M., Akiyama, T., Habuchi, H., Itano, N., Matsuo, T., Aigaki, T., Kimata, K., Nakato, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 18920-18925
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Comparative sequences analysis of a gene-dense region among closely related species of Drosophila melanogaster. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawahara, Y., et al.
  • 雑誌名: Gen.Genet.Sys. 79 ページ: 351-359
• [雑誌論文] DrosophilaNedd4 regulates endocytosis of Notch and suppresses its ligand-independent activation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakata, T., et al.
  • 雑誌名: Curr.Biol. 14 ページ: 2228-2236
• [雑誌論文] Expression level of sarah, a homolog of DSCR1 is critical for ovulation and female courtship behavior in Drosophila melanogaster. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ejima, A., et al.
  • 雑誌名: Genetics 168 ページ: 2077-2087
• [雑誌論文] Formin3 is required for assembly of the F-actin structure that mediates tracheal fusion in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H., et al.
  • 雑誌名: Devel.Biol. 274 ページ: 413-425
• [雑誌論文] Genetic Bases of Oxidative Stress Resistance and Life span in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aigaki, T., et al.
  • 雑誌名: J.Clin.Biochem.Nut. 34 ページ: 77-83
  • NAID: 130003670596
• [雑誌論文] In vivo hyaluronan synthesis by expression of mammalian hyaluronan synthase gene in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeo S., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 18920-18925
• [雑誌論文] Alternative trans-splicing of constant and variable exons of a Drosophila axon guidance gene, lola. (2003)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi, T., Giniger, E., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Genes ＆ Development 17 ページ: 2496-2501
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Alternative splicing of lola generates 19 transcription factors controlling axon guidance in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Goeke, S., Greene, E.A., Grant, P.K., Gates, M.A., Crowner, D., Aigaki, T., Giniger, E.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 6 ページ: 917-924
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Alternative trans-splicing of constant and variable exons of a Drosophila axon guidance gene, lola. (2003)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi, T., Giniger, E., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Genes Dev. 17 ページ: 2496-2501
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Alternative splicing of lola generates 19 transcription factors controlling axon guidance in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Goeke, S., Greene, E.A., Grant, P.K., Gates, M.A., Crowner, D., Aigaki, T., Giniger, E.
  • 雑誌名: Nat. Neurosci. 6 ページ: 917-924
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila lola encodes a family of BTB-transcription regulators with highly variable C-terminal domains containing zinc finger motifs. (2003)
  • 著者名/発表者名: Ohsako, T., Horiuchi, T., Matsuo, T., Komaya, S., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Gene 311 ページ: 59-69
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Efficient method for measurement of H2O2 resistance in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kaneuchi, T., Togawa, T., Matsuo, T., Fuyama, Y., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Biogerontology 4 ページ: 157-165
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] (2003) Dally regulates Dpp morphogen gradient formation in the Drosophila wing. (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujise, M., Takeo, S., Kamimura, K., Matsuo, T., Aigaki, T., Izumi, S., Nakato, H.
  • 雑誌名: Development 130 ページ: 151-1522
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] GETDB, a database compiling expression patterns and molecular locations of a collection of Ga14 enhancer traps. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, S., Ito, K., Sado, Y., Taniguchi, M., Takeuchi, H., Aigaki, T., Matsuzaki, F., Nakagoshi, H., Tanimura, T., Ueda, R., Uemura, T., Yoshihara, M., Goto, S.
  • 雑誌名: Genesis 34 ページ: 58-61
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Overexpression of a pattern-recognition receptor, peptidoglycan-recognition protein-LE, activates imd/relish-mediated antibacterial defense and prophenoloxidase cascade in Drosophila larvae. (2002)
  • 著者名/発表者名: Takehana, A., Katsuyama, T., Tamaki, Y., Oshima, Y., Takada, H., Aigaki, T., Kurata, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci.USA 99 ページ: 13705-13710
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Longevity determination genes in Drosophila melanogaster. (2002)
  • 著者名/発表者名: Aigaki, T., Seong, K.H., Matsuo, T.
  • 雑誌名: Mech.Age.Dev. 123 ページ: 1531-1541
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Eiger, a TNF superfamily ligand that triggers the Drosophila JNK pathway. (2002)
  • 著者名/発表者名: Igaki, T., Kanda, H., Goto, Y., Kanuka, H., Kuranaga, E.Aigaki, T., Miura, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 21 ページ: 3009-3018
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Forked end : a novel transmembrane protein involved in neuromuscular specificity in Drosophila identified by gain-of-function screening (2002)
  • 著者名/発表者名: Umemiya, T., Takasu, E., Takeichi, M., Aigaki, T., Nose, A.
  • 雑誌名: J. Neurobiol. 51 ページ: 205-214
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The gene search system : its application to functional genomics and a screen for longevity genes in Drosophila melanogaster. (2001)
  • 著者名/発表者名: Aigaki, T., Ohsako, T., Toba, G., Seong, K.-H., Matsuo, T.
  • 雑誌名: Journal of Neurogenetics 15 ページ: 1-10
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neural specific overexpression of DPOSH, Drosophila Plenty of SH3s, extends the longevity of adult flies. (2001)
  • 著者名/発表者名: Seong, K.-H., Matsuo, T., Fuyama, Y., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Biogerontology 2 ページ: 271-281
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Application of the gene search system to a screen for longevity gene in Drosophila. (2001)
  • 著者名/発表者名: Seong, K.-H., Ogashiwa, T., Matsuo, T., Fuyama, Y., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Biogerontology 2 ページ: 209-217
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The gene search system : its application to functional genomics and a screen for longevity genes in Drosophila melanogaster. (2001)
  • 著者名/発表者名: Aigaki, T., Ohsako, T., Toba, G., Seong, K.-H., Matsuo, T.
  • 雑誌名: J. Neurogenet. 15 ページ: 1-10
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phenotypic association of spontaneous ovulation and sexual receptivity in virgin females of Drosophila melanogaster. (2001)
  • 著者名/発表者名: Ejima, A., Nakayama, S., Aigaki, T.
  • 雑誌名: Behav. Genet. 31 ページ: 437-444
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [産業財産権] 遺伝子探索ベクター隣接ゲノム配列の同定方法、及び酸化ストレス感受性変異体 (2005)
  • 発明者名: 相垣敏郎
  • 権利者名: 首都大学東京
  • 産業財産権番号: 2005-324980
  • 出願年月日: 2005-11-09
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] 寿命関連遺伝子の探索方法 (2001)
  • 発明者名: 相垣敏郎
  • 権利者名: 科学技術振興機構
  • 産業財産権番号: 2001-378756
  • 出願年月日: 2001-12-12
  • 取得年月日: 2003-06-24
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Horiuchi, T. et al.: "Alternative trans-splicing of constant and variable exons of a Drosophila axon guidance gene, lola"Genes Dev.. 17. 2496-2501 (2003)
• [文献書誌] Goeke, S. et al.: "Alternative splicing of lola generates 19 transcription factors controlling axon guidance in Drosophila"Nat.Neurosci.. 6. 917-924 (2003)
• [文献書誌] Takeo S. et al.: "In vivo hyaluronan synthesis by expression of mammalian hyaluronan synthase gene in Drosophila"J.Biol.Chem.. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] Aigaki, T. et al.: "Genetic Bases of Oxidative Stress Resistance and Life span in Drosophila"J.Clin.Biochem.Nut.. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] 相垣敏郎: "ショウジョウバエゲノムにおける遺伝子機能の集積化と多様化"細胞工学. 23. 448-451 (2004)
• [文献書誌] 相垣敏郎: "ヒト疾患モデルとしてのショウジョウバエ"MOLECULAR MEDICINE. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] 相垣敏郎: "ゲノミクス・プロテオミクスの新展開(監修・今中忠行)"株式会社エヌ・ティー・エス. 347-354 (2004)
• [文献書誌] Ohsako, T., Horiuchi, T., Matsuo, T., Komaya, S., Aigaki, T.: "Drosophila lola encodes a family of BTB-transcription regulators with highly variable C-terminal domains containing zinc finger motifs"Gene. (in press). (2003)
• [文献書誌] Kaneuchi, T., Togawa, T., Matsuo, T., Fuyama, Y., Aigaki, T.: "Efficient method for measurement of H202 resistance in Drosophila"Biogerontology. (in press). (2003)
• [文献書誌] Fujise, M., Takeo, S., Kamimura, K., Matsuo, T., Aigaki, T., Izumi, S.Nakato, H.: "Dally regulated Dpp morphogen gradient formation in the Drosophila wing"Development. (in press). (2003)
• [文献書誌] Takehana, A.: "Overexpression of a pattern-recognition receptor, peptidoglycan-recognition protein-LE, activates imd/relish-mediated antibacterial defense and prophenoloxidase cascade in Drosophila larvae"Proc. Natl. Acad. Sci.. 99. 13705-13710 (2002)
• [文献書誌] Aigaki, T.: "Longevity determination genes in Drosophila melanogaster"Mech. Age. Dev.. 123. 1531-1541 (2002)
• [文献書誌] Igaki, T.: "Eiger, a TNF superfamily ligand that triggers the Drosophila JNK pathway"EMBO J.. 21. 3009-3018 (2002)
• [文献書誌] Hayashi, S.: "GETDB, a database compiling expression patterns and molecular locations of a collection of Gal4 enhancer traps"Genesis. 34. 58-61 (2002)
• [文献書誌] Umemiya, T.: "Forked end : a novel transmembrane protein involved in neuromuscular specificity in drosophila identified by gain-of-function screening"J. Neurobiol.. 51. 205-214 (2002)
• [文献書誌] 相垣敏郎: "飛び続ける遺伝学のスター ショウジョウバエ"細胞工学. 21. 63-68 (2002)
• [文献書誌] 相垣敏郎: "ポストゲノムのショウジョウバエ遺伝学"生体の科学. 53. 543-550 (2002)
• [文献書誌] Umemiya, T., Takasu, E., Takeichi, M., Aigaki, T., Nose, A.: "Forked end:a novel transmembrane protein involved in neuromuscular specificity in Drosophila identified by gain-of-function screening"J.Neurobiol.. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] Seong, K.-H., Matsuo, T., Fuyama, Y., Aigaki, T.: "Neural specific overexpression of DPOSH,Drosophila Plenty of SH3s,extends the longevity of adult flies"Biogerontology. 2. 271-281 (2001)
• [文献書誌] Seong, K.-H., Ogashiwa, T., Matsuo, T., Fuyama, Y., Aigaki, T.: "Application of the gene search system to a screen for longevity gene in Drosophila"Biogerontology. 2. 209-217 (2001)
• [文献書誌] Ejima, A., Nakayama, S., Aigaki, T.: "Phenotypic association of spontaneous ovulation and sexual receptivity in virgin females of Drosophila melanogaster"Behavior Genetics. Vol.31,No.5. 437-444 (2001)
• [文献書誌] Aigaki, T., Ohsako, T., Toba, G., Seong, K.-H., Matsuo, T.: "The gene search system:its application to functional genomics and a screen for longevity genes in Drosophila melanogaster"J.Neurogenet.. 15. 1-10 (2002)
• [文献書誌] Toba,G. and Aigaki,T.: "Disruption of the Microsomal glutathione S-transferase-like gene reduces life span of Drosophila melanogaster."Gene. 253. 179-187 (2000)
• [文献書誌] Aso,T.,Yamazaki,K.,Aigaki,T.and Kitajima,S.: "Drosophila von Hippel-Lindau Tumor Suppressor Complex possesses E3 ubiquitin ligase activity."Biochm.Biophys.Res.Com.. 276. 355-361 (2000)
• [文献書誌] Ejima,A.,Nakayama,S.and Aigaki,T.: "Phenotypic association of spontaneous ovulation ana sexual receptivity in virgin females of Drosophila melanogaster."Behavior Genetics. (in press). (2001)
• [文献書誌] Seong,K.-H.,Ohashiwa,T.,Matsuo,T.,Fuyama,Y.and Aigaki,T.: "An application of the gene search system to a screen for longevity gene in Drosophila."Biogerontology. (in press). (2001)
• [文献書誌] 相垣敏郎: "ポストゲノムの神経科学-ショウジョウバエの研究から-"脳の科学. 23. 59-63 (2001)