TGF-βファミリー分子とその中和分子による網膜内領域特異性決定機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15016111
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 作田 拓 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (40343743)
• Keywords: 網膜視蓋投射 / Ventroptin / BMP-2 / BMP-4 / TGF-β / アンタゴニスト / CBF-1

Research Abstract

これまでの研究から発生後期の網膜においてVentroptinと逆勾配を持って発現する未知のTGF-βファミリー分子が存在し、この分子とventroptinとの相互作用により前後軸方向における網膜視蓋投射が制御されていることが推測された。
そこで、まずVentroptinが網膜において二重勾配をなして発現している発生8日目のニワトリ網膜において、TGF-βファミリー分子の同定を試み、BMP-2、BMP-4、BMP-7、GDF-5、GDF-6、GDF-7の6種類が発現していることを明らかにした。次に、これらTGF-βファミリー分子の発生8日目のニワトリ網膜における発現パターンをin situ hybridizationによって解析したところ、BMP-2が背側・後側で高く腹側・前側で低い勾配を持って発現しており、Ventroptinと相補的な発現パターンを示すことが判明した。またBMP-2の発現開始時期はVentroptinが前後軸方向において勾配を持ち出す時期と一致していた。さらにBMP-2を網膜において異所的に発現させると、Ventroptinの場合とは逆に、ephrin-A2の発現が減少した。以上のことは、前後軸方向における網膜視蓋投射を制御する未知のTGF-βファミリー分子の実体がBMP-2であることを示している。
また網膜前側領域特異性決定のマスター遺伝子であるCBF-1の作用機構を解析し、DNA結合依存的および非依存的に他の領域特異的遺伝子群の発現を調節することを明らかにした。特にBMP-2については、CBF-1がBMPシグナルを阻害することにより、BMP-2の発現を負に調節することを示した。

Research Products

• [Publications] Takahashi H, Shintani T, Sakuta H, Noda M: "CBF-1 controls the retinotectal topographical map along the anteroposterior axis through multiple mechanisms."Development. 130・21. 5203-5215 (2003)
• [Publications] Shintani T, et al.: "Large-scale screen and characterization of genes with asymmetric expression patterns in the developing chick retina."Journal of Neurobiology. (in press). (2004)