ヒドラの発生を制御するペプチドの大規模スクリーニングと機能解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09480208
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 藤澤 敏孝 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助教授 (60000262)
• 研究分担者: 服田 昌之 お茶の水女子大学, 理学部, 助教授 (00249947) ; 清水 裕 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助手 (60178986)
• キーワード: ヒドラ / ペプチド性シグナル分子 / 網羅的単離・同定 / 上皮ペプチド / モルフォジェン / 形態形成

研究概要

淡水の腔腸動物ヒドラから発生に関与するペプチド性シグナル分子を網羅的に単離同定するプロジェクトを推進している。本年度は以下の成果を得た。
1.新たに約100のペプチドを単離し、50についてアミノ酸配列を決定した。現在までに、15画分中4画分の単離を終えた。新たに配列決定したペプチドについては現在その機能を検索中である。
2.既に得ている足部形成を促進する2種の全く異なったペプチド、Hym-323とHym-346の遺伝子を単離し、正常ヒドラおよび再生ヒドラにおける発現を解析した。正常ヒドラで、Hm-346は足部内胚葉上皮に特異的に発現するが、同時に触手基部でも強い発現が見られた。このことはHym-346は触手形成に関わる可能性を示唆する。足部再生においては、Hym-346は初期に発現を開始し足部形成後も発現を続ける。このことはHym-346が足部形成だけでなく維持にも必要なことを示す。一方、Hym-323は足部形成中ずっと発現を続け、成熟した足ができて初めて発現を停止する。従って、Hym-323は足部形成に必要だが、維持に不要であることを示唆する。
3.新規のペプチドHym-301は14アミノ酸残基からなり分子内S-S結合をもち、C-末端がアミド化したペプチドである。この遺伝子および抗Hym-301抗体を用いた発現、局在解析から、Hym-301は頭部外胚葉上皮細胞に特異的に存在する上皮ペプチドであることが分かった。更に、Hym-301をヒドラに与えると触手形成が促進され、逆にRNAiによる遺伝子発現を阻害すると触手形成が抑制された。このことからHym-301は触手形成に関わるペプチドであると結論した。C-末端がアミド化したペプチドで形態形成に関わる例は本研究が最初である。

研究成果

• [文献書誌] Mochizuki K.: "Universal occurrence of the vasa-related genes among metazoans and their germline expression in Hydra."Development, Genes and Evolution. (In press).
• [文献書誌] Bosch T.C.G.: "Polyps, peptides and patterning."Bioessays. (In press).
• [文献書誌] Takahashi T.: "Identification of a new member of the Lwamide peptide family : Physiological activity and cellular localization in Cnidaian polyps."Biological Bulletin. (In press).
• [文献書誌] Harafuji N.: "Enhancement of foot formation in Hydra by a novel epitheliopeptide, Hym-323."Development. 210. 437-446 (2001)
• [文献書誌] Cardenas M.: "Selective protein kinase inhibitors block head specific differentiation in hydra."Cellular Signaling. 12. 649-658 (2000)
• [文献書誌] Mochizuki K.: "Expression and evolutionary conservation of nanos-related genes in Hydra."Development, Genes and Evolution. 210. 591-602 (2000)