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

2002 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: HH / FGF / Branchless / Wingless

Research Abstract

Hedgehogや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は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遙かに越えているらしい事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Visceral mesoderm(内臓筋)の形成における外胚葉性のWingless、Hedgehogの役割、Visceral mesoderm由来のHedgehog、B ranchlessの役割について調べた。その結果、以下の諸点が明らかになった。まず第一に、腸を取り巻くVisceral mesodermのような非常に長いのっぺりとした組織でも、遺伝子の発現で見ると分節的構造をとっていることが分かった。また、Visceral mesodermでの遺伝子の周期的な発現は、それに隣接する外胚葉性の細胞から由来するWingless、Hedgehogを出発点とする遺伝子カスケードの制御下にあること、更に発生の過程でこれらのタンパク質分泌の源が、位置を大きく変えることにより、Wingless・シグナルがダイナミックに変化し、それにより複雑な遺伝子発現パターンが決まることを見出した。Vmで周期的に発現する遺伝子の中には、HedgehogやFGFの一種であるBranchlessをコードする遺伝子が見出された。このうちVmHedgehogは、Dppを介してを間接的に制御していた。Branchlessが、気管の伸長に必須で、確かにchemoattractantとしても機能している事を明らかにした。

Research Products

• [Publications] Tomokazu Ohshiro: "Ligand-dependent activation of breathless FGF receptor gene in Drosophila developing trachea"Mechanisms of Development. 114. 3-11 (2002)
• [Publications] Mikiko Inaki: "Requirements of high levels of Hedgehog signaling activity for medial-region cell fate determination"Mechanisms of Development. 116. 3-18 (2002)
• [Publications] Chie hosono: "Functional subdivision of trunk visceral mesoderm parasegments in Drosophila is required for gut and trachea development"Development. 130. 433-449 (2003)