線虫C.エレガンスにおける感覚神経の前後軸方向への軸索成長に関与する遺伝子の解析

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今年度我々は、C.エレガンスの感覚受容神経細胞の形態形成に影響を及ぼすosm-3遺伝子のクローニングおよび構造解析を行なった。C.エレガンスにおいて高浸透圧回避不能変異として分離されたosm-3変異は、cAMP等に対する走化性やdauer形成に異常を生じ、形態学的には頭部のsensory ciliaが収縮して外界との接触が遮断されていることや、sheath cell内のある種のvesicleの輸送が行なわれないこと等が判っている。野生株ではFITCを含む培地で飼育することにより6対のamphid neuronが蛍光染色されるが、osm-3変異ではこのようなFITCの取込みが起こらなくなる。まず、osm-3の遺伝マッピングを詳細に行ない、コスミッド整列ゲノムクローンによるC.エレガンス染色体フィジカルマップ(英国、MRC)との対応ずけを行なった。対応する領域のコスミッド約10クローンのDNAを調整し、それぞれをosm-3変異株の卵巣に微小注入して変異の回復を調べたところ、FITCによるamphid neuronの蛍光染色を野生株同様に回復させたコスミッドが一種類得られた。さらにこのコスミッドの制限断片による形質転換実験を同様に行ない、最終的に4.3kbのSacIフラグメントがosm-3の形質転換能を保持していることを明らかにした。このフラグメントをプローブにノザーンハイブリダイゼーションを行ない、2.2Kbの転写物を同定した。4.3kb SacIフラグメントの塩基配列を一部決定し、そのオープンリーディングフレームの解析から、osm-3遺伝子産物は新規なタンパク質であり、kinesin重鎖と相同性を有することが明らかになった。両者の相同性がATPase部位や微小管結合ドメイン等機能的に重要と思われる部位において最も高いことから、osm-3がkinesinスーパーファミリーに属すると考えて間違いないと思われる。kinesinは微小管関連モータータンパク質として軸索輸送に関与していることが知られており、osm-3変異株で観察される軸索輸送の欠損は、osm-3産物がkinesin様タンパク質であると考えることでうまく説明できたと思う。本研究成果の発表は、塩基配列の決定が完了し次第、迅速に行なう予定である。