機能ゲノミクスによる感覚受容と神経機能に関わる遺伝子ネットワークの解明

• 研究課題/領域番号: 18016006
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 飯野 雄一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40192471)
• 研究分担者: 國友 博文 遺伝子実験施設, 助教 (20302812)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円); 2007年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円); 2006年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
• キーワード: mRNA tagging / カルシンテニン / 線虫 / 感覚神経 / TRAF2IP1 / intraflagellar transport / マイクロアレイ / 感覚繊毛 / 化学走性 / 左右非対称性 / 行動遺伝学 / RNAi

研究概要

以前のこの研究で、独自に開発したmRNAタギング法とマイクロアレイを用い、線虫の感覚神経で発現する遺伝子の網羅的同定を行った。それにより同定された遺伝子のうちひとっに注目して機能解析を行った。この遺伝子は感覚神経に遍く発現するが、ゲノム上の位置や相補性検定からこれが以前に変異体の分離されていたdyf-11と同一であることがわかった。dyf-11は変異体が得られていたものの、原因遺伝子が同定されていなかったので、本研究でそれが同定されたことになる。DYF-11は哺乳類のシグナル伝達分子TRAF2に結合するタンパク質として同定されたTRAF2IP1/MIP-T3のホモログである。daf-11変異体では化学走性や浸透圧忌避などの行動に強い欠損が見られ、感覚神経の感覚繊毛が壊れていることがわかった。さらに、GFP::DYF-11融合タンパク質を用い、生きた線虫で観察することにより、DYF-11が繊毛内を動いていることがわかった。変異体を用いた実験から、DYF-11が鞭毛内輸送系のB粒子と共に運ばれていることが示唆された。この結果から、おそらく積荷を運ぶ機能を持っていると推定された。
一方、化学走性学習の変異体を順遺伝学的手法で新たに分離した。原因遺伝子はカドヘリンスーパーファミリーのI型の膜貫通タンパク質で、アルツハイマー病原因遺伝子APPと三者複合体を作るカルシンテニン/アルカデインの線虫ホモログCASY-1であった。casy-1変異体は多種の学習に欠損を示した。機能的ドメインマッピングにより、CASY-1の細胞外ドメインが切断されて働くことが学習における機能に重要であるとわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans DYF-11, an orthologue of mammalian Traf3ip1/MIP-T3, is required for sensory cilia formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kunitomo, H. Iino, Y.
  • 雑誌名: Genes Cells 13 ページ: 13-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] CASY-1, an ortholog of calsyntenins/alcadeins, is essential for learning in Caenorhabditis elegans (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, D.D., Duan, Y., Matsuki, M., Kunitomo, H., Hutter, H., Hedgecock, E.M., Iino, Y.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 105 ページ: 5260-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] ASB-1, a germline-specific isoform of mitochondrial ATP synthase b subunit, is required to maintain the rate of germline development in Caenorhabditis elegans (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, I.
  • 雑誌名: Mechanisms of Develeopment 124 ページ: 237-251
• [雑誌論文] The adaptor-like protein ROG-1 is required for activation of the Ras-MAP kinase pathway and meiotic cell cycle progression in Caenorhabditis elegans (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsubara, Y.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 407-420
• [雑誌論文] Go α regulates olfactory adaptation by antagonizing Gq α-DAG signaling in Caenorhabditis elegans (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsuki, M.
  • 雑誌名: Proceedings of the Natural Academy of Science, U S A 103 ページ: 1112-1117
• [雑誌論文] The insulin/PI 3-kinase pathway regulates salt chemotaxis learning in Caenorhabditis elegans (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomioka, M.
  • 雑誌名: Neuron 51 ページ: 613-625
• [雑誌論文] Insulin-like signaling and the neural circuit for integrative behavior in C. elegans (2006)
  • 著者名/発表者名: Kodama, E.
  • 雑誌名: Genes and Development 20 ページ: 2955-2960
• [学会発表] DYF-11/Traf3ip1の繊毛形成における機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 國友博文
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-13
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/mgrl/IINO_lab/