脊推動物Zicファミリーの形態形成における役割

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13045056
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 有賀 純 理化学研究所, 発生神経生物研究チーム, 研究員 (10232076)
• キーワード: 神経発生 / 神経細胞分化 / 転写因子 / 転写制御 / 脊髄 / 小脳 / 遺伝子ターゲッティング / トランスジェニックマウス

研究概要

本研究では、脊椎動物Zic遺伝子ファミリーの形態形成における役割、特に神経堤の発生、左右軸の決定、椎骨、肢芽の発生過程について、シグナル分子と関係づけながら、明らかにしていくことを目的とした。これまでの解析でZicファミリーは外胚葉から、神経外胚葉、神経堤の形成される過程を促進する因子であること、また神経発生のみならず、椎骨の背側部分の分節的構造、肢芽の構造の成り立ち、内臓の左右軸の決定にも関わることを明らかにした。平成13年度は、神経細胞分化の過程におけるZicファミリーの役割、Zicファミリー蛋白質の転写調節因子としての分子作用機序に焦点を合わせ、解析を行い、以下の点を明らかにした。
(1)Zic蛋白質の神経細胞分化制御における役割(Aruga et al.,2002)
Zicファミリーの神経管の発生における役割はNotchシグナリングを活性化して、神経前駆細胞分化抑制を引き起こし、背側の神経前駆細胞のプールを拡大させ、最終的に背側の脊髄介在の細胞数を調節することを示した。
2)Zic1/Zic2複合変異マウスに見られた小脳形成不全の解析(Aruga et al.,2002)
Zic1、Zic2複合変異マウスを作製したところ、(Zic1+/-,Zic2+/-)のトランスヘテロ接合体で変異Zic1ホモ接合体で見られたのとよく似た小脳の形成障害が認められた。分子マーカの解析から、Zic1及びZic2に共通して細胞分化を抑制する働きがあるものと推測された。
3)Zic蛋白質の分子機能解析(Mizugishi et al.,2001 ; Koyabu et al.,2001)
Zic蛋白質の転写制御因子としての性状を解析し、ZicとGliの拮抗的ないし、協調的な調節作用の分子的基盤を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Aruga, J., Tohmonda, T., Homma S., Mikoshiba K.: "Zic1 promotes the expansion of dorsal neural progenitors in spinal cord by inhibiting neuronal differentiation"Dev. Biol.. (in press).
• [文献書誌] Aruga, J., Inoue, T., Hoshino, J., Mikoshiba, K.: "Zic2 controls the cerebellar development in cooperation with Zic1"J. Neurosci.. 22. 218-225 (2002)
• [文献書誌] Ogura, H., Aruga, J., Mikoshiba, K.: "Behavioral abnormalities of Zic1 and Zic2 mutant mice : implications as models for human neurological disorders"Behav. Genet.. 31. 317-324 (2001)
• [文献書誌] Kitaguchi, T., Nakata, K., Nagai, T., Aruga, J. et al: "Xenopus Polycomblike 2 (XPcl2) controls anterior to posterior patterning of the neural tissue"Dev. Genes Evol.. 211. 309-314 (2001)
• [文献書誌] Koyabu, Y., Nakata, K., Mizugishi, K., Aruga, J. et al: "Physical and functional interaction between Zic and Gli proteins"J. Biol Chem.. 276. 6889-6892 (2001)
• [文献書誌] Mizugishi, K., Aruga, J., Nakata, K., Mikoshiba, K.: "Molecular properties of Zic proteins as transcriptional regulators and their relationship to GLI proteins"J. Biol Chem.. 276. 2180-2188 (2001)