Zicファミリー蛋白質の分子作用機序の解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13480260
• 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

Zicファミリーは、ショウジョウバエのPair-rule遺伝子odd-pairedのホモログであり、マウス成獣では小脳に強く限局して存在するzincフィンガー型の蛋白質をコードしている。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。本研究では、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た。その結果、ZicはZicとよく似たzincフィンガードメインを持つGli蛋白質の標的配列を最適配列として、塩基配列特異的に結合するが、その結合親和性はGli蛋白質のものよりも低いことがわかった。また、Zic蛋白質とGli蛋白質はzincフィンガードメインを介して蛋白質蛋白質間の結合をし、特に、培養細胞中で両蛋白質を産生させた場合、Zic蛋白質は常に核に局在するのに対して、Gli蛋白質は細胞質に局在するものの割合が減り、核に局在するものの割合が増えることが明らかになった。これらの所見はZicとGliの拮抗的ないし協調的な調節作用の分子的基盤の理解に役立つものと考えられる。
(2)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ることを示した。
(3)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、Zic1及びZic2に共通して細胞分化を抑制する働きがあることを明らかにした。

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). (2002)
• [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.: "、"J. Biol Chem.. 276. 2180-2188 (2001)