変態を制御するペプチド分子の進化的保存性と多様性

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14034262
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 藤沢 敏孝 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 助教授 (60000262)
• キーワード: ヒドラ / ニコチン性アセチルコリン受容体 / コリントランスポーター / コリナージックシステムの進化 / GLWamides / 変態促進 / ネマトステラ

研究概要

1.ニコチン性アセチルコリン受容体(nAchR)の構造と機能の進化
ヒドラからRT-PCR法でnAchR遺伝子5種を得た。更に、ヒドラESTsからのアセチルコリン分解物コリンを再利用のため細胞に取り込むコリントランスポーター(ChT)遺伝子見いだした。従って,ヒドラにコリナージックシステムがあると予想された。しかし、これらの遺伝子は、予想された神経ではなく、将来触手となる外胚葉上皮組織で発現が始まり、成熟した触手でも発現が継続する。神経を全く欠いた、上皮細胞のみからなる上皮ヒドラにおいても同様の発現パターンが見られた。アセチルコリン合成酵素の遺伝子は見つかっていないが、ヒドラでのコリナージックシステムの存在が強く示唆された。しかもアセチルコリンは神経伝達物質ではなく形態形成に関わる事が示唆された。扁形動物プラナリアではnAchR遺伝子は神経系で発現することから、腔腸動物から扁形動物への進化の過程で、コリナージックシステムの利用法が大きく変化したと考えられる。
2.ヒドラの神経ペプチドGLWamidesは他の腔腸動物のプラヌラ幼生の変態を促進する。
ヒドラGLWamidesは海産ヒドラのプラヌラ幼生の変態を促進する活性を持つ。花虫類のネマトステラのプラヌラ幼生の変態にも有効かどうかを調べた結果、科を超えてGLWamidesは効果を持つことが分かった。簡単に多数のプラヌラ幼生が得られるネマトステラを用いて変態誘導の機構を詳細に解析する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Iwao, K: "A cnidarian neuropeptide of the GLWamide family induces metamorphosis of reef-building corals in the genus Acropora"Coral Reefs. 21. 127-129 (2002)
• [文献書誌] Mochizuki, K.: "Analysis of a piwi-related gene implicates small RNAs in genome rearrangement in Tetrahymena"Cell. 110. 689-699 (2002)
• [文献書誌] Fabila, Y.: "Selective inhibition of protein kinases blocks the formation of new axis, the beginning of budding, in Hydra"Mechanism of Development. 119. 157-164 (2002)
• [文献書誌] Fujisawa, T.: "Hydra regeneration and epitheliopeptides"Developmental Dynamics. 226. 182-189 (2003)
• [文献書誌] Morishita, F.: "Identification of a vasopressin-like immunoreactive substance in hydra"Peptides. 6452. 1-10 (2003)
• [文献書誌] Takahashi, T.: "Identification of a new member of the LWamide peptide family : Physiological activity and cellular localization in cnidarian polyps"Comparative Biochemistry and Physiology. (In press).