下等脊索動物からみた脊索動物の基本的発生システムとその変化

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13045038
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 西駕 秀俊 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (60131918)
• Keywords: 脊索動物 / 軸形成 / ホヤ / ナメクジウオ / 遺伝子 / Zic / otx / lim

Research Abstract

1.脊椎動物オーガナイザー関連遺伝子のひとつ、LIMホメオボックス遺伝子について
原腸胚cDNAライブラリーから単離したBbllhx3について、サザン解析、系統樹解析を行ない、ユニークコピーとしてゲノム中に存在するlhx3相同遺伝子であることを確認した。そして、2細胞期から10日幼生について、発生過程での発現パターンを調べた結果、Bblhx3が原腸形成期から植物極側で発現を開始すること、原腸形成期には内胚葉で発現し、神経胚期には神経管の一部の細胞と脊索、そして口前窩で発現することを明らかにした。
2.軸形成関連遺伝子の発現と機能の解析
動物の発生過程で動物の前方領域の形成に関わっているOtx遺伝子の機能について、アンチセンスモルフォリノオリゴ(MO)を用いて機能阻害実験を行なった。その結果、Otxは少なくとも前方中枢神経系の分化に関わっていることが推察された。また中軸構造の形成に関して、Zic遺伝子は中枢神経系の発生だけでなく、脊索の分化に関係していることが明らかになった。左右軸形成機構に関して、マボヤのpitx相同遺伝子について発現パターンを明らかにし、さらに東工大西田宏記との共同により、pitxの左側特異的発現がnodalの下流にあることを確認した。
3.Otx遺伝子の転写制御機構の解析
従来Otx遺伝子の翻訳開始点の上流約5kbが、内在性の発現パターンを再現することを明らかにしてきたが、転写を制御する領域を、遺伝子約300塩基対の長さにまで狭めることができた。さらに卵割期におけるlacZ発現をin situハイブリダイゼーションにより調べた結果、この領域は内在性の発現をほぼ再現することを明らかにした。この領域のデリーション解析の結果、この領域の中には、複数のエレメントが存在することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Adachi, Y., Nagao, T., Saiga, H., Furukubo-Tokunaga, K.: "Cross-phylum regulatory potential of the ascidian Otx gene in brain development in Drosophila melanogaster"Development Genes and Evolution. 211. 269-280 (2001)
• [Publications] Oda, I., Saiga, H.: "Hremx,the ascidian homolog of ems/emx,is expressed in the anterior and posterior-lateral epidermis but not in the central nervous system during embryogenesis"Development Genes and Evolution. 211. 291-298 (2001)
• [Publications] Satou, Y., Takatori, N., Yamada, L., Mochizuki, Y., Hamaguchi, M., Ishikawa, H., Chiba, S., Imai, K., Kano, S., Murakami, S., Nakayama, A., Nishino, A., Sasakura, G., Satoh, T., Shimotori, T., Shin-i, E., Shoguchi, M.M., Suzuki, N., Takada, N., Utsumi, N., Yoshida, N., Saiga, H., Kohara, Y., Satoh, N.: "Gene expression profile of Ciona intestinalis tailbud embryos"Development. 128. 2893-2904 (2001)
• [Publications] Saiga, H.: "Homeobox genes and axis formation in the ascidian embryos"Zoological Science. 18. 449-450 (2001)
• [Publications] Wang, Y., Yasui, K., Zhang, P.-J., Saiga, H.: "Cloning and embryonic expression of Bblim3,a LIM homeobox gene in amphioxus(Branchiosoma belcheri tsingtauense)"Zoological Science. 18. 456-457 (2001)
• [Publications] Yasui, K., Saiga, H., Wang, Y., Zhang, P.J., Semba, I.: "Early expressed genes showing a dichotomous developing domains in the lancelet embryo"Development Growth & Differentiation. 43. 185-194 (2001)