研究課題
神経堤細胞の派生物である色素細胞は、その発生過程で異なるサブタイプが分化する。我々は最近、sox5変異がメダカの白および黄色素胞に発生異常をもたらすことを見出した。本研究は、分子遺伝学的な手法を用いて、神経堤細胞から黄および白色素細胞への運命決定においてSox5が果たす役割を明らかにすることを目的とした。先行研究により、Sox5はSoxE（Sox10を含む）やPaxファミリー（Pax7を含む）など他の転写因子ファミリーと転写複合体を形成して下流遺伝子の転写を調節することが知られる。本年度は、Sox5がSox10およびPax7との相互作用を介して黄および白色素胞の運命決定を担う可能性に注目して研究を行い、以下の成果を得た。１）Sox5の機能が細胞自律的であることを細胞移植実験によって示した。２）メダカml-3/sox5ヘテロ接合変異体の表現型解析により、Sox5の機能が量依存的であることを示した。３）メダカpax7aが黄白共通前駆細胞の形成に必須であることを示した。４）メダカsox5とpax7aが黄白前駆細胞において相互作用する可能性を発現解析によって示した。５）TALEN技術を用いてメダカsox10a変異体を作製した。これらの結果から、pax7a陽性の黄白前駆細胞のうち、sox5を発現する細胞は黄色素胞に分化し、sox5を発現しない細胞は白色素胞に分化することを提唱した。また、Sox5の機能は量依存的であり、Sox10との競合的な作用によって黄色と白色の運命選択が行われている可能性が示唆された。
2: おおむね順調に進展している
平成23-25年度の計画を全て予定通りに実施できたわけではないが、代替え方法を使うなどして、概ね目標とする研究項目を達成した。これまでに得られた結果をまとめ、PLoS GeneticsとPNASに論文発表した内容は以下の通りである。PLoS Genetics：メダカml-3の原因遺伝子がsox5であること、Sox5の量依存的、細胞自律的機能、pax7aとsox5の発現比較などを基に、上記のモデルを提唱した。PNAS：白色素胞に異常を示すメダカ変異体を３系統から原因遺伝子を同定した。そのうち特にpax7aは黄白共通前駆細胞の形成に必須であることを明らかにした。
１）本研究で単離したsox10b TILLING変異体とsox10a TALEN変異体をml-3/sox5変異体と交配して三重変異体を作製し、白色素胞と黄色素胞の表現型を観察して、sox5とsox10の遺伝学的相互作用を明らかにする。２）Tg(hsp70:sox5)（現在作製中）を用いてsox5の過剰発現が色素細胞の運命を変更できるかどうか調べる。１）の実験と合わせて、sox10との遺伝学的相互作用および機能欠損と機能獲得の表現型の比較から、色素細胞におけるsox5の作用機序を明らかにしたい。３）Sox5がPax7やSox10と転写複合体を形成するか、下流遺伝子の転写調節において相互作用するかを生化学的な解析により明らかする。まずはこれらの分子に対する抗血清の作製に取り組む。
平成２４年度中に、TILLING法によってメダカsox10a変異体をスクリーニングしたところ、ライブラリーに本研究の目的に適した変異体が存在しなかったため。計画を変更し、平成２５年度より新たにTALEN法を用いてsox10a変異体の作出を開始した。これにともなって、一部のデータが予定より遅れ、論文公表と学会発表を延期することにしたため、未使用額が発生した。平成２５年度に予定していた論文公表と学会発表を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に当てたい。
すべて 2014 2013
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)
PLoS genetics
巻: 10(4) ページ: e1004246
10.1371/journal.pgen.1004246
PLoS ONE
巻: 9(1) ページ: e85647
10.1371/journal.pone.0085647
