組織・臓器形成の基本分子機構:HH,FG下シグナルによる位置情報制御と区画形成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13480244
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西郷 薫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50136454)
• Keywords: FGF / Branchless / Breathless / ショウジョウバエ / トラキア / 気管 / フィードバック

Research Abstract

HH, FGF等の分泌タンパク質とそれらの受容体分子及び下流の転写制御因子につらなる様々な因子からなる位置情報シグナル伝達系が、ハエからヒトに至る多くの多細胞真核生物の発生分化において基本的な役割を果たしているとの考えが広く認められている。更に、最近のハエ変異の哺乳類遺伝子によるレスキュー実験の結果、ハエとヒトの発生分化における相同性が、単なる位置情報シグナル伝達系の相同性を遥かに超えているらしいことが示唆できるようになってきた。今年度の研究で、我々は、ショウジョウバエにおける気管形成におけるFGF, BRANCHLESS,とその受容体遺伝子、breathlessの転写の関係を調べた。ショウジョウバエの気管は、ヒトの肺に相当する器官で、その発生には、ハエtrachealess、ヒトHiflのようなホモログが、重要な役割を担っており、FGF/FGF RECEPTORも同様に、気管支の形成・誘導に関わっていることと推定される。ハエFGFシグナリング系には、Sproutyを含む負のフィールドバック・ループが有ることが知られているが、我々は、今回、逆の、正のフィールドバック・ループの存在を見出した。即ち、FGF受容体のBREATHLESSの発現が、そのリガンドであるFGF/BRANCHLESSにより正に制御されていた。BREATHLESSは、伸長していくトラキアの先端細胞で強く発現し、先端細胞は、FGF/BREATHCHLESS発現細胞の方にのびていく。また、既にFGFやその受容体のないハエではトラキアは伸長できないことが示されており、また、哺乳類の気管支の進展にもFGF/FGF受容体が関わっていると考えられている。恐らく、FGF/FGF受容体系は種を超えて酸素供給系形成にある普遍的な役割をもっているのかもしれない。

Research Products

• [Publications] Takashi Hayashi: "Diversification of cell types in the Drosophila eye by differential expression of prepattern genes"Mechanisms of Development. 108. 13-27 (2001)
• [Publications] Tomokazu Ohshiro: "Ligand-dependent activation of breathless FGF receptor gene in Drosophila developing trachea"Mechanisms of Development. (in press). (2002)