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2018 年度 実績報告書

メダカ体幹部で一生涯ロバストに維持されるzic1発現境界形成メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 16K07364
研究機関東京大学

研究代表者

島田 敦子  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (20376552)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード遺伝子発現境界 / メダカ / zic1
研究実績の概要

メダカ体幹部は脊索を中心として背側と腹側が大きくコンパートメント化している。特に背側ではzic1 及びzic4(zic1/zic4)が発現し、筋肉の形態や色素パターンなどの背側特異的な特徴を生み出す。興味深いことにzic1/zic4は脊索付近に明瞭で直線的な発現境界をもち、この境界は一生涯維持される(図1A; Kawanishi et al, Development 2013)。このように体の背腹を一生涯分断するような大規模かつロバストなコンパートメント境界はこれまで報告がない。本研究の目的は、どのようなメカニズムでこの境界が形成され維持されるのかを明らかにすることである。平成30年度はさらに研究を進め、HBSがzic1発現境界を作る分子メカニズムを以下のように明らかにし、その成果を公表した(Abe et al., Cell Report 2019)。
まず、神経管背側から分泌されるカノニカルWntsがzic1 の発現を誘導することをつきとめた。そこでカノニカルWnt シグナルの抑制因子で体節で発現する遺伝子を探索しhhip に着目した。メダカにおけるhhip の発現パターンの解析から、hhip はHBCs で強く発現し、CRISPR/Cas9 システムを用いてhhipノックアウトメダカを作成したところ、hhip ノックアウトメダカではHBCsは形成されるにもかかわらず、zic1発現境界の精緻化が異常になることがわかった。さらにhhip分子がカノニカルWntz分子と直接結合することを共免疫沈降法によって確かめた上で、hhipを発現させた培養細胞をWntレポータ細胞と共培養させると、Wntシグナル活性が確かに低下することがわかった。以上から、背腹中心に位置するHBCs で発現するhhip がzic1 の上流であるwnt分子をトラップすることでzic1発現境界が形成・精緻化され、最終的には自身が背腹を分断する水平筋中隔へ分化することで物理的バリアとして機能し、発現境界を維持していることが示唆された。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Horizontal Boundary Cells, a Special Group of Somitic Cells, Play Crucial Roles in the Formation of Dorsoventral Compartments in Teleost Somite2019

    • 著者名/発表者名
      Kota Abe, Atsuko Shimada, Sayaka Tayama, Hotaka Nishikawa, Takuya Kaneko, Sachiko Tsuda, Akari Karaiwa, Takaaki Matsui, Tohru Ishitani, and Hiroyuki Takeda*
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 27 ページ: 928-939

    • DOI

      org/10.1016/j.celrep.2019.03.068

    • 査読あり

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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