トランスポゾンを用いたGal4エンハンサートラップ法による脊椎動物初期発生研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18101008
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 川上 浩一 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 教授 (70195048)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: ゲノム機能 / 発生遺伝学

研究概要

我々は、モデル脊椎動物ゼブラフィッシュにおいてTol2トランスポゾンを用いたGal4エンハンサートラップ法・遺伝子トラップ法の開発に成功し、発生過程において時空間特異的にGal4を発現するトランスジェニックフィッシュ約1000系統の作製を行った。これらを基にして、側線、リンパ管、レンズ、網膜、脊索等の器官形成メカニズム、Fanconi貧血症原因遺伝子の機能を明らかにした。さらに、脊髄の感覚神経、介在神経、および特定の嗅神経の機能を阻害し、それらに起因する行動異常の解析を行った。また、カルシウムイメージングによる運動神経活動の可視化に成功した。このように脊椎動物における発生生物学、神経科学研究のための基盤を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Genetic visualization with an improved GCaMP calcium indicator reveals spatiotemporal activation of the spinal motor neurons in zebrafish. (2011)
  • 著者名/発表者名: Muto A., Ohkura M., Kotani T., Higashijima S.-i., Nakai J., Kawakami K.
  • 雑誌名: Proc.Nat l.Acad.Sci.USA 108 ページ: 5425-5430
• [雑誌論文] The habenula is crucial for experience-dependent modification of fear responses in zebrafish. (2010)
  • 著者名/発表者名: Agetsuma M., Aizawa H., Aoki T., Nakayama R., Takahoko M., Goto M., Sassa T., Amo R., Shiraki T., Kawakami K., Hosoya T., Higashijima, S., Okamoto H.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 13 ページ: 1354-1356
• [雑誌論文] zebrafish gene trap and enhancer trap database. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K., Abe G., Asada T., Asakawa K., Fukuda R., Ito A., Lal P., Mouri N., Muto A., Suster M.L., Takakubo H., Urasaki A., Wada H., Yoshida M. zTrap
  • 雑誌名: BMC Developmental Biology 10 ページ: 105
• [雑誌論文] The ubiquitin proteasome system is required for cell proliferation of the lens epithelium and for differentiation of lens fiber cells in zebrafish. (2010)
  • 著者名/発表者名: Imai F., Yoshizawa A., Fujimori-Tonou N., Kawakami K., Masai I.
  • 雑誌名: Development 137 ページ: 3257-3268
• [雑誌論文] Sex reversal in zebrafish fancl mutants is caused by Tp53-mediated germ cell apoptosis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Rodriguez-Mari A., Ca-estro C., Bremiller R.A,, Nguyen-Johnson A., Asakawa K., Kawakami K., Postlethwait J.H.
  • 雑誌名: PLoS Genetics 6 ページ: e1001034
• [雑誌論文] Arteries provide essential guidance cues for lymphatic endothelial cells in the zebrafish trunk. (2010)
  • 著者名/発表者名: Bussmann J., Bos F.L., Urasaki A., Kawakami K., Duckers H.J., Schulte-Merker S.
  • 雑誌名: Development 137 ページ: 2653-2657
• [雑誌論文] Mib-Jag1-Notch signalling regulates patterning and structural roles of the notochord by controlling cell-fate decisions. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M., Morita R., Mizoguchi T., Matsuo H., Isoda M., Ishitani T., Chitnis A.B., Matsumoto K., Crump J.G., Hozumi K., Yonemura S., Kawakami K., Itoh M.
  • 雑誌名: Development 137 ページ: 2527-2537
• [雑誌論文] Mys protein regulates protein kinase A activity by interacting with regulatory type Ia subunit during vertebrate development. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kotani T., Iemura S.I., Natsume T., Kawakami K., Yamashita M.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 285 ページ: 5106-5116
• [雑誌論文] Transposon-mediated BAC transgenesis in zebrafish and mice. (2009)
  • 著者名/発表者名: Suster M.L., Sumiyama K., Kawakami K.
  • 雑誌名: BMC Genomics 10 ページ: 477
• [雑誌論文] Dynamic coupling of pattern formation and morphogenesis in the developing vertebrate retina (2009)
  • 著者名/発表者名: Picker A., Cavodeassi F., Machate A., Bernauer S., Hans S., Abe G., Kawakami K., Wilson S.W., Brand M.
  • 雑誌名: PLoS Biology ページ: e1000214
• [雑誌論文] Olfactory neural circuitry for attraction to amino acids revealed by transposon-mediated gene trap approach in zebrafish. (2009)
  • 著者名/発表者名: Koide T., Miyasaka N., Morimoto K., Asakawa K., Urasaki A., Kawakami K., Yoshihara Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106 ページ: 9884-9889
• [雑誌論文] Afferent neurons of the zebrafish lateral line are strict selectors of hair-cell orientation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Faucherre A., Pujol-Marti J., Kawakami K., L-pez-Schier H.
  • 雑誌名: PLoS ONE 4 ページ: e4477
• [雑誌論文] Efficient transposition of the Tol2 transposable element from a single-copy donor in zebrafish. (2008)
  • 著者名/発表者名: Urasaki A., Asakawa K., Kawakami K.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105 ページ: 19827-19832
• [雑誌論文] misty somites, a maternal effect gene identified by transposon-mediated insertional mutagenesis in zebrafish that is essential for the somite boundary maintenance. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kotani T., Kawakami K.
  • 雑誌名: Developmental Biology 316 ページ: 383-396
• [雑誌論文] Genetic dissection of neural circuits by Tol2 transposon-mediated Gal4 gene and enhancer trapping in zebrafish. (2008)
  • 著者名/発表者名: Asakawa K., Suster M.L., Mizusawa K., Nagayoshi S., Kotani T., Urasaki A., Kishimoto Y., Hibi M., Kawakami K.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105 ページ: 1255-1260
• [雑誌論文] Insertional mutagenesis by the Tol2 transposon-mediated enhancer trap approach generated mutations in two developmental genes : tcf7 and synembryn-like. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagayoshi S., Hayashi E., Abe G., Osato N., Asakawa K., Urasaki A., Horikawa K., Ikeo, K., Takeda H., Kawakami K.
  • 雑誌名: Development 135 ページ: 159-169
• [雑誌論文] Tol2 : a versatile gene transfer vector in vertebrates. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K.
  • 雑誌名: Genome Biology 8 Suppl 1 ページ: S7
• [雑誌論文] A cardiac myosin light chain kinase regulates sarcomere assembly in the vertebrate heart. (2007)
  • 著者名/発表者名: Seguchi O., Takashima S., Yamazaki S., Asakura M., Asano Y., Shintani Y., Wakeno M., Minamino T., Kondo H., Furukawa H., Nakamaru K., Naito, A., Takahashi T., Ohtsuka T., Kawakami K., Isomura T., Kitamura S., Tomoike H., Mochizuki N., Kitakaze M.
  • 雑誌名: The Journal of Clinical Investigation 117 ページ: 2812-2824
• [雑誌論文] Targeting neural circuitry in zebrafish using GAL4 enhancer trapping. (2007)
  • 著者名/発表者名: Scott E.K., Mason L., Arrenberg A.B., Ziv L., Gosse N.J., Xiao T., Chi N.C., Asakawa K., Kawakami K., Baier H.
  • 雑誌名: Nature Methods 4 ページ: 323-326
• [雑誌論文] Functional dissection of the Tol2 transposable element identified the minimal cis-sequence and a highly repetitive sequence in the subterminal region essential for transposition. (2006)
  • 著者名/発表者名: Urasaki A., Morvan G., Kawakami K.
  • 雑誌名: Genetics 174 ページ: 639-649
• [学会発表] The Tol2-mediated Gal4-UAS system and its application to the study of functional neural circuits in zebrafish. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K.
  • 学会等名: Imaging structure and function in the zebrafish brain.
  • 年月日: 20101213-20101215
• [学会発表] Transgenesis and genome analysis with the Tol2 transposable element in mice and zebrafish. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K.
  • 学会等名: FASEB summer research conference.
  • 発表場所: Steamboat, USA.
  • 年月日: 20100606-20100611
• [学会発表] Recent advances in the Tol2 transposon technology in zebrafish. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K.
  • 学会等名: 3rd Strategic Conference of Zebrafish Investigators.
  • 発表場所: Asilomar, USA.
  • 年月日: 20090124-20090128
• [学会発表] Transposon-mediated gene trapping and enhancer trapping in zebrafish. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K.
  • 学会等名: 6th Annual International Conference on Transposition and Animal Biotechnology.
  • 発表場所: Berlin, Germany.
  • 年月日: 20080619-20080621
• [学会発表] Genetic dissection of neural circuits by Tol2 transposon-mediated Gal4 gene and enhancer trapping in zebrafish. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K.
  • 学会等名: Asia Pacific Zebrafish Network Meeting.
  • 発表場所: Auckland, New Zealand
  • 年月日: 20080217-20080220
• [学会発表] Transposon-mediated gene trapping and enhancer trapping in zebrafish. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K.
  • 学会等名: Developmental Biology and Biomedical Research.
  • 発表場所: Agra, India.
  • 年月日: 20071018-20071019
• [学会発表] Transposon-mediated gene and enhancer trapping in zebrafish. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawakami K.
  • 学会等名: The 16th Korea Genome Organization Conference.
  • 発表場所: Seoul, Korea.
  • 年月日: 20070913-20070914
• [図書] Zebrafish : methods and protocols (2009)
  • 著者名/発表者名: Lieschke G.J., Oates A.C., Kawakami K.
  • 出版者: Humana Press (New York)
• [備考] ・ホームページ
  • URL: http://kawakami.lab.nig.ac.jp/
• [備考] ・データベース zTrap : zebrafish gene trap and enhancer trap database
  • URL: http://kawakami.lab.nig.ac.jp/zTrap/
• [産業財産権] ボツリヌス毒素遺伝子トランスジェニックフィッシュ (2009)
  • 発明者名: 川上浩一,サスターマキシミリアーノ
  • 権利者名: 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構
  • 産業財産権番号: 特許,特願2009-211821
  • 出願年月日: 2009-09-14