形態形成シグナルの機能多様性が生じるしくみ

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15207017
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設) (2004-2005); 岡崎国立共同研究機構 (2003)
• 研究代表者: 高田 慎治 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 岡崎総合バイオサイエンスセンター, 教授 (60206753)
• 研究分担者: 越田 澄人 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(共通施設), 基礎生物学研究所・分子発生学研究部門, 助手 (40342638)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• キーワード: 発生 / 形態形成 / シグナル分子 / 器官形成 / 遺伝子トラップ / 突然変異体 / マウス / ゼブラフィッシュ

研究概要

動物の発生過程のさまざまな局面で、シグナル分子は繰返し使われている。本研究では、WntやFGFシグナルの機能多様性が生じる分子機構を解析する方法論の確立を日指して、これらシグナルによって発現が調節される遺伝子(以下、標的遺伝子と呼ぶ)の同定と機能の解析を行った。Wntシグナルの標的遺伝子は少なくとも4つ同定した。その一つは転写制御因子CRTR1をコードし、腎臓や唾液腺などの外分泌性器官の導管部で特異的に発現していた。CRTR1機能欠損マウスでは、これら器官の導管部の成熟に異常が認められ、生理的な機能も損なわれていた。したがって、WntシグナルはCRTR1の発現を介して、外分泌性器官の導管の成熟を制御するものと考えられた。また、FGFの標的遺伝子として、ショウジョウバエのhairyタンパク質と類似なher13.2をゼブラフィッシュにて同定した。her13.2の発現は未分化体節細胞でFGFにより特異的に誘導され、体節の周期性獲得に必須であることが明らかになった。以上の結果、発現領域や機能の異なる標的遺伝子が多数同定され、シグナルの機能の多様性を分子レベルで解析する上での基盤が整った。
一方、転写調節因子T(Brachyury)の発現はWntやFGFシグナルにより原口周囲に特異的に誘導される。我々は原口周囲以外にもこれらシグナルが活性化している中脳後脳境界部でTを異所的に発現するゼブラフィッシュ突然変異体を複数発見した。これら変異体ではシグナルにより特定の標的遺伝子を特定の領域においてのみ活性化させるメカニズムに異常を呈していると考えられる。そこで、表現型が明瞭な3系統に着目し解析を進めたところ、,すべての系統において、この表現型が母性遺伝することが示された。したがって、シグナルの標的遺伝子の発現特異性には、受精卵中に存在する母親由来の因子が必要であることが初めて明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Groucho-associated transcriptional repressor Ripply1 is required for proper transition from the presomitic mesoderm to somites. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, A., Koshida, S., Hijikata, H., Ohbayashi, A., Kondoh, H., Takada.S.
  • 雑誌名: Developmental Cell 9 ページ: 735-744
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Analysis of combinatorial effects of Writs and Frizzleds on β-catenin/armadillo stabilization and Dishevelled phosphorylation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takada, R., Hijikata, H., Kondoh, H., Takada, S.
  • 雑誌名: Genes to Cells 10 ページ: 919-928
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Zebrafish Hairy/Enhancer of split protein links FGF signaling to cyclic gene expression in the periodic segmentation of somites. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, A., Koshida, S., Hijikata, H., Sakaguchi, T., Kondoh, H., Takada, S.
  • 雑誌名: Genes & Development 19 ページ: 1156-1161
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Integrinα5-dependent Fibronectin Accumulation for Maintenance of Somite Boundaries in Zebrafish Embryos (2005)
  • 著者名/発表者名: Koshida S, Kishimoto Y, Ustumi H, Shimizu T, Furutani-Seiki M, Kondoh H, Takada S
  • 雑誌名: Developmental Cell 8 ページ: 587-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gene trap screening as an effective approach for identification of Wnt-responsive esponsive genes in the mouse embryo. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y, Ogura S, Ishida M, Karasawa M, Takada S.
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 233 ページ: 484-495
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Groucho-associated transcriptional repressor Ripply1 is required for proper transition from the presomitic mesoderm to somites (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, A., Koshida, S., Hijikata, H., Ohbayashi, A., Kondoh, H., Takada S.
  • 雑誌名: Developmental Cell 9 ページ: 735-744
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Analysis of combinatorial effects of Wnts and Frizzleds on b-catenin/armadillo stabilization and Dishevelled phosphorylation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takada, R., Hijikata, H., Kondoh, H, Takada, S.
  • 雑誌名: Genes to Cells 10 ページ: 919-928
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Zebrafish Hairy/Enhancer of split protein links FGF signaling to cyclic gene expression in the periodic segmentation of somites (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, A., Koshida, S., Hijikata, H., Sakaguchi, T., Kondoh, H., Takada, S.
  • 雑誌名: Genes & Development 19 ページ: 1156-1161
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Gene trap screening as an effective approach for identification of Wnt-responsive genes in the mouse embryo. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y, Ogura S, Ishida M, Karasawa M, Takada, S.
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 233 ページ: 484-495
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Laminar patterning in the developing neocortex by temporally coordinated fibroblast growth factor signaling. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa H, 他(9名中8番目、co-corresponding author)
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 24 ページ: 8711-8719
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Laminar patterning in the developing neocortex by temporally coordinated fibroblast growth factor signaling. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa H, Ashigaki S.Takamatsu M, Suzuki-Migishima R, Ohbayashi N, Itoh N, Takada S, Tanabe Y (The last two authors are co-senior authors)
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 24 ページ: 8711-8719
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より