粘菌細胞の分化パタ-ン形成機構

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454018
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 竹内 郁夫 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 所長 (90025239)
• 研究分担者: 田坂 昌生 京都大学, 理学部, 助教授 (90179680)
• キーワード: 細胞分化 / パタ-ン形成 / 遺伝子発現 / 分子生物学 / 細胞性粘菌

研究概要

細胞性粘菌の発生系では、細胞が集合して組織を形成するとその中で2種類の細胞が組織の大きさに関係なく一定の割合で分化し、それぞれが組織の前後を占める。この分化パタ-ン形成機構を明かにする目的で研究を行い、本年度は次のようなことを明かにした。
1)予定柄細胞に特異的に発現するecmAおよびecmB遺伝子のプロモ-タ-とβーガラクトシダ-ゼ遺伝子をつなげたキメラ遺伝子を形質導入した細胞を、組織の形態形成がおこらない液培養条件下で培養し、得られた球形の細胞凝集塊において予定柄細胞の分化がいかに進行するかを調べた。その結果、凝集塊内では先づecmA遺伝子を発現する細胞がほぼランダムに出現し、ついでそれらの細胞が凝集塊の中心に集まることがわかった。次いで、ecmB遺伝子を発現する細胞が凝集塊の外周に出現し、やがて外周の1〜2層のすべての細胞がこの遺伝子を発現するようになった。これらの結果は先に抗胞子抗体を用いて調べた予定胞子細胞の分化パタ-ンと鏡像をなすものである。また、J.Williamsらが明かにした集合中心の組織におけるecmAおよびB遺伝子の発現パタ-ンと矛盾せず、組織における分化パタ-ン形成が特異的遺伝子を発現した細胞の選別によっておこることを示している。
2)予定胞子細胞に特異的に発現されるDp87遺伝子のコ-ド領域中にチミジン要求性をrescueできるDNA断片を挿入し、相同組換えによる遺伝子破壊を試みた。得られた組換え体はDp87のmRNAを欠き、その遺伝子産物に対する特異抗体と反応せず、正常遺伝子を欠く。この突然変異株は顕著な形態形成異常を示さないので、この遺伝子は形態形成の全般的進行には関係していないと考えられる。胞子形成の異常については現在検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Tasaka,M.,Hasegawa,M.,Nakata,M.,Orii,H.,Ozaki,T.& Takeuchi,I.: "Protein binding and DNase-I hypersensitive sites in the cis-acting regulatory region of the spore-coat SP96 gene of Dictyostelium." Mechanisms of Development. 36. 105-115 (1992)
• [文献書誌] Morio,T.,Ozaki,T.,Takeuchi,I.& Tasaka,M,: "Transcriptional regulation of cell-type-enriched genes during development in Dictyostelium discoideum analyzed by nuclear run-on assays." Develop.Growth & Differ.33. 293-298 (1991)
• [文献書誌] Tasaka,M.: "Developmental regulation of expression of prespore-specific genes in Dictyostelium discoideum." Bot.Mag.Tokyo. 104. 359-370 (1991)
• [文献書誌] Takemoto,K.: "cAMP regulation of the expression of prespore specific genes,SP96 and Dp87 in disaggregated slug cells of Dictyostelium discoideum." Cell Differentiation and Development. 31. 89-96 (1990)
• [文献書誌] Tasaka,M.: "Isolation and characterization spore coat protein (Sp96) gene of Dictyostelium discoideum." Cell Differentiation and Development. 31. 1-9 (1990)
• [文献書誌] Takeuchi,I.(J.Gerhart ed.): "Cell sorting and pattern formation in Dictyostelium discoideum.In"Cell-cell interactions in early development"" Wiley-Liss,Inc, 11 (1991)