ショウジョウバエの器官アイデンティティーを決定するプログラムの網羅的解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13202004
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 倉田 祥一朗 東北大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (90221944)
• キーワード: 器官形成 / 決定転換 / Notch シグナル / 発生プログラム / 異型再生

研究概要

本研究では、代表者が確立した器官改変系を用いて、器官特異性が決定されるまでに必要な遺伝子発現のカスケードと、それらの遺伝子間のクロストークを明らかにすることを目的としている。そのために、酵母の転写因子GAL4のターゲット配列UASをランダムに導入したショウジョウバエ系統(遺伝子サーチシステム)を用いて、複眼原基で活性化型Notchレセプターと同時に発現させたときに、複眼から翅、触角あるいは肢へと器官変換を誘導できる、UASの下流に存在する遺伝子を同定することにした。昨年度の結果より、器官改変が誘導される系統は全て、Notchシグナリングの活性化を伴わない場合、複眼の形成不全を引き起こすことが明らかとなった。そこで本研究では、Notchシグナリングの活性化を敢えて行わないで予備スクリーニングを行い、スクリーニングの効率化を図った。現在までに3645系統の解析を終え、複眼の形成不全を引き起こした系統について、Notchシグナリングの活性化を伴った場合に、器官改変を誘導するかどうか調べた。その結果、複眼が翅へと変換する系統を2系統、肢へと変換する系統を10系統、触角に変わる系統を22系統同定した。複眼が翅に変換する系統で解析を行い、Notchシグナリングが、異なるステップで、異なる遺伝子と共に働き、異なる遺伝子の発現を誘導することで、器官の改変を誘導することを明らかにした。このことは、器官形成のリプログラムのためには、多段階でNotchシグナリングが必要とされることを示唆している

研究成果

• [文献書誌] Punzo, C., Kurata, S., Gehring, W.J.: "The eyeless homeodomain is dispensable for eye development in Drosophila"Genes & Dev.. 15. 1716-1723 (2001)
• [文献書誌] Onuma, Y., Takahashi, S., Asashima, M., Kurata, S., Gehring, W.J.: "Conservation of Pax6 function and upstream activation by Notch signaling in eye development of frogs and flies (vertebrates and invertebrates)"Proc. Natl. Acad. Sci. USA.. 99. 2020-2025 (2002)