2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12145101
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
高橋 淑子 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教授 (10183857)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丹羽 仁史 理化学研究所, 発生・再生科学総合研究センター, チームリーダー(研究職) (80253730)
赤坂 甲治 広島大学, 理学研究科, 助教授 (60150968)
荻野 肇 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (10273856)
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| Keywords | 分節 / 体節 / 誘導 / Lunatic Fringe / Notch / エレクトロポレーション法 / 境界形成 / ニワトリ胚 |
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| Research Abstract |
すべての脊椎動物には、体の前後軸に沿って繰り返し構造が配置されており、これを分節とよぶ。分節パターンは初期個体発生過程において、体節中胚葉がひとつずつくびれきれることにより確立される。これまでに我々は、未分節中胚葉がくびれきれる際に作用する新しい誘導活性「セグメンター」の存在を見いだしてきた。本研究においては、セグメンターの分子実体について解析した。次分節部位においてはLunatic Fringe(L-Fringe)が境界に沿って発現しており、かつL-FringeはNotchの修飾活性をもっていることが知られていることから、分節部位においてはL-Fringe及びNotchシグナルが積極的にセグメンター活性を媒介していることが期待された。そこでまずL-Fringeあるいは活性型Notch遺伝子をエレクトロポレーション法によりニワトリ未分節体節中胚葉内に強制発現させ、次にこれらの組織から少量を切り出し、エレクトロポレーションしていない胚の体節中胚葉内に移植した。このとき、本来は分節しない部位に人工的に遺伝子の発現境界を作るよう操作した。その結果、遺伝子発現の境界に沿って異所的な形態分節が認められた。これらのことから、本来の分節現象において、L-Fringeの修飾を受けたNotchシグナルが積極的に分節形成に関与していることがわかる。またこれまでは、体節中胚葉内ではNotchあるいはそのリガンドであるDeltaが広領域にわたって発現していることから、実際にどこがNotchが活性化された部位であるか不明であったが、我々の研究から、L-fringeの特異的発現によってその場所でのみNotchが活性化されるということがわかった。加えて、分節に関わるこのNotchシグナルには方向性があり、後方から前方には作用するが、前方から後方には作用しないことを観察した。本研究により、脊椎動物における組織の境界形成がNotchシグナルにより確立されることが明らかになった。Notchの境界形成における役割については、ショウジョウバエを用いた研究が進んでいるが、脊椎動物とハエにおいて類似の分子機構が働いている可能性もある。
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[Publications] Sudo H., Takahashi Y., Tonegawa A., Arase Y., Aoyama H., Mizutani-Koseki Y., Moriya H., Wilting J., Christ B., Koseki H.: "Inductive signals from the somatopleure mediated by bone morphogenetic proteins are essential for the formation of the stemal component of avian ribs"Dev. Biol.. 232. 284-300 (2001)
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[Publications] Takahashi Y., Osumi N., Patel N.: "Body Patterning"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98. 12338-12339 (2001)
