脊椎動物のボディープランの分子的基盤 -形態形成遺伝子-

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09275103
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 黒岩 厚 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20134611)
• 研究分担者: 高橋 直樹 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (30179501) ; 西駕 秀俊 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60131918) ; 近藤 寿人 大阪大学, 細胞生体工学センター, 教授 (70127083) ; 西田 育巧 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50107059) ; 鍋島 陽一 京都大学, 大学院・医学研究科, 教授 (60108024)
• キーワード: Hox遺伝子 / 転写調節 / Shhシグナル / 水晶体分化 / ホヤ / 細胞骨格系 / ショウジョウバエ / JNKカスケード

研究概要

Hoxa-13の標的遺伝子候補であるBmp-4について、トランジェントトランスフェクション系で転写調節機構の解析を行ったところ、Bmp-4プロモーターにあるSp1サイトを介することが判明した。この系用いHoxa-13タンパク質の機能ドメイン解析を行ない、ホメオドメイン及びそのすぐ上流に転写活性化ドメインがあり、またホメオドメインは転写活性化ドメインに対して制御的に作用していることを明らかにした。(黒岩)
水晶体は網膜原基からの誘導によって外胚葉から生じるが、ゼブラフィッシュyot突然変異体胚では、下垂体原基から第3の水晶体を生ずることを明らかにした。この突然変異体はGli2に欠陥があり、Shhのシグナル伝達が不活化されている。下垂体原基は水晶体と共通の転写調節因子の作用によって水晶体に分化する潜在能力を獲得しており、yot突然変異体ではその潜在的な分化経路が顕在化されたと考えられる。(近藤)
mRNAの微量注入による遺伝子機能阻害実験により、otxおよびcaudalのホヤ相同遺伝子Hroth、Hrcadのホヤの発生における機能の解析を行った。ホヤの表皮の前後軸に沿った領域化機構について解析を行い、脊索動物では初めての表皮領域化に関するモデルを提出した。尾索動物亜門に属するホヤに加え、頭索動物亜門に属するナメクジウオについて、形態形成関連の遺伝子の構造と発現に関する研究を開始した。(西駕)
線虫およびマウスで共通のHox標的遺伝子と考えられるmab21遺伝子の転写調節領域の詳細な解析を、トランスジェニック個体の解析によって行った。マウスmab21遺伝子産物の機能を明らかにするため、mab21蛋白と相互作用する複数の蛋白を、GST pull down蛋白のアミノ酸配列を決定によって同定した。(高橋)
PH、PDZ、DHドメインをもつ細胞内蛋白質でマウスTIAM1蛋白質に高い相同性をもつSTEFを同定した。STEFはアクチン細胞骨格系の制御に関与しているRacを活性化する新規グアニンヌクレオチド交換因子であり、発生途上の神経細胞で強く発現し、また成体ではまだ活発なシナプス可塑性が残っている海馬などで強く発現している。細胞骨格系の構造変化を引き起こして、神経細胞の移動、神経突起の伸長、シナプス形成に関与していると推定される。(鍋島)
ショウジョウバエJNKカスケードの突然変異と類似した表現型を示す突然変異の解析から、その原因遺伝子としてSrc42Aを同定し、遺伝的相互作用などから、胚の上皮および成虫の上皮の背部正中線上での融合過程においてSrc42AがJNKカスケードの上流で機能することを明らかにした。また、Rho-kinaseに相同なショウジョウバエcDNAをクローニングし、これがGTP-DRho-1に結合することを明らかにした。(西田)

研究成果

• [文献書誌] Narita, T.: "BMPs are necessary for stomach gland formation in the chicken embryo : a study using virally induced BMP-2 and Noggin expression"Development. 127. 981-988 (2000)
• [文献書誌] Hashimoto, K.: "Distinct signaling molecules control Hoxa-11 and Hoxa-13 expression in the muscle precursor and mesenchyme of the chick limb bud"Development. 126. 2771-2783 (1999)
• [文献書誌] Adachi-Yamada, T.: "Distortion of proximodistal information causes JNK-dependent apoptosis in Drosophila wing"Nature. 400. 166-169 (1999)
• [文献書誌] Adachi-Yamada, T.: "p38 Mitogen-activated protein kinase can be involved in transforming growth factor β superfamily signal transduction in Drosophila wing morphogenesis"Mol. Cell. Biol.. 19. 2322-2329 (1999)
• [文献書誌] Kamachi, Y.: "Mechanism of regulatory target selection by the SOX High-Mobility-Group domain proteins as revealed by comparison of SOX1/2/3 and SOX9"Mol. Cell. Biol.. 19. 107-120 (1999)
• [文献書誌] Uchikawa, M.: "Two distinct subgroups of Group B Sox genes for transcriptional activators repressors : their expression during embryonic organogenesis of the chicken"Mech. Dev.. 84. 103-120 (1999)
• [文献書誌] Yasui, K.: "Left-right asymmetric expression of BbPtx, a Ptx-related gene, in a lancelet species and the developmental left-sidedness in deuterostomes"Development. 127. 187-195 (2000)
• [文献書誌] Wada, S.: "Anterior-posterior patterning of the epidermis by inductive influences from vegetal hemisphere cells in the ascidian embryo"Development. 126. 4955-4963 (1999)
• [文献書誌] Ohsaki, K.: "Expression of the Vax family homeobox genes suggests multiple roles in eye development"Genes Cells. 4. 267-276 (1999)
• [文献書誌] Takeuchi, J. K.: "Tbx5 and Tbx4 genes determine the wing/leg identity of limb buds"Nature. 398. 810-814 (1999)
• [文献書誌] Koshiba-Takeuchi, K.: "Tbx5 and the retinotectum projection"Science. 287. 134-137 (2000)
• [文献書誌] Murata S.: "Growth retardation in mice lacking the proteasome activator PA28"J. Biol. Chem.. 274. 38211-38215 (1999)
• [文献書誌] Inobe M.: "Identification of EPS8 as a Dvl1-associated molecule"Biochem. Biophys. Res. Comm.. 66. 216-221 (1999)