ショウジョウバエにおける器官形成の遺伝的制御

果蝇器官形成的遗传控制

• 批准号: 05263226
• 负责人: 林 茂生
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05263226/
• 关键词: ショウジョウバエ; escargot.; Zn フィンガー; 転写抑制因子; DNA複製制御; bHLH蛋白

ecargot(esg)遺伝子による細胞の多倍体化阻害の分子機構の解明を試みて以下の成果を得た。1)esg蛋白の強制発現によるesg突然変異の救済。 esgの弱い突然変異体においては腹部ヒストブラストが多倍体化し成虫の腹部表皮が欠損する。このesg変異体の幼虫期に熱ショックプロモーターによりesg蛋白を発現させると表現型が有意に回復した。回復の度合は熱ショックの頻度がたかまるに従って増大した。この結果は持続的なesgの発現がヒストブラストの多倍体化を阻害できることを示す。2)esg蛋白による幼虫細胞の多倍体化の阻害。 次にesg蛋白が幼虫細胞の多倍体化を阻止できるかを調べるため、通常esgを発現せず高度に多倍体化する唾液線細胞でesg蛋白を持続的に発現させた。このような個体は唾液腺の発達が著しく遅れ通常ポリテン化する唾液腺染色体でのDNA合成も強く阻害されて大幅な生存率の低下が見られた。この結果はesg蛋白の持続的な発現は多倍体化のDNA合成を阻害する事を示す。3)転写因子としてのesg蛋白。 esg蛋白はC2-H2タイプのZnフィンガー蛋白であり転写調節因子であると予想されている。このことを実証するための実験を行った。まずesg蛋白がin vitroで特異的に結合する塩基配列をゲルシフト法とPCRを用いて選択してGCACCTGT/Cのコンセンサス配列を得た。この配列に対するesgZnフィンガードメインの解離定数は2.7×10〓Mであった。このesgのコンセンサス配列はbHLH蛋白ヘテロダイマーの結合配列のE2コンセンサスと同一であった。次にesg蛋白がbHLH蛋白とが細胞内で相互作用するかをショウジョウバエの培養細胞で調べたところbHLH蛋白daとscのヘテロダイマーはesgコンセンサス配列を持つプロモーターを強く活性化するがesg蛋白はこの活性化を強く阻害した。またesg蛋白自身に転写活性化能はみられなかった。このことはesg蛋白がbHLH蛋白依存的なプロモーターのリプレッサーとして働くことを示している。以上の結果はesg蛋白がbHLH蛋白による転写活性化を阻害することでDNA合成を阻害する事を示唆している。今後はesg蛋白が実際生体内でbHLH蛋白の作用を阻害するかを実証し、細胞の多倍体化においてesg蛋白と相互作用する因子の同定を通じて多倍体化のプロセスにおける制御ネットワークの解明に努めたい。

我们试图阐明eCargot（ESG）基因抑制细胞多倍体化的分子机制，并实现了以下结果。 1）通过强制表达ESG蛋白来拯救ESG突变。在弱ESG突变体中，腹部组织成肌会变成多倍体，成年人的腹部表皮有缺陷。在该ESG突变体的幼虫阶段，通过热激启动子对ESG蛋白的表达显着恢复了表型。随着热冲击的频率的增加，恢复程度的增加。该结果表明，ESG的持续表达可以抑制组合细胞的多倍体化。 2）通过ESG蛋白抑制幼虫细胞多层次化。接下来，为了研究ESG蛋白是否可以阻断幼虫细胞的多倍体化，ESG蛋白在不通常表达ESG但高度多倍体化的唾液细胞中连续表达。这样的个体显着延迟了唾液腺的发展，并且在唾液腺染色体上的DNA合成通常也被强烈抑制，从而导致存活率显着降低。该结果表明，ESG蛋白的持续表达抑制多倍体DNA合成。 3）ESG蛋白作为转录因子。 ESG蛋白是C2-H2型Zn手指蛋白，预计将是转录调节剂。进行了实验以证明这一点。首先，使用凝胶转移和PCR选择了ESG蛋白特异性结合的基础序列，以获得GCACCTGT/C的共有序列。该序列的ESGZN指域的解离常数为2.7×10〓m。该ESG的共识序列与BHLH蛋白异二聚体的结合序列的E2共识相同。接下来，我们研究了ESG蛋白在培养的果蝇中是否与细胞中的BHLH蛋白相互作用。 BHLH蛋白DA和SC的异二聚体用ESG共识序列强烈激活启动子，但是ESG蛋白强烈抑制了这种激活。此外，在ESG蛋白本身中未观察到转录激活能力。这表明ESG蛋白充当BHLH蛋白依赖性启动子的阻遏物。以上结果表明，ESG蛋白通过抑制BHLH蛋白的转录激活来抑制DNA合成。将来，我们将证明ESG蛋白在体内是否实际抑制了BHLH蛋白的作用，并努力通过鉴定与细胞多倍化中与ESG蛋白相互作用的因素来阐明多倍体化的调节网络。

项目成果

S,Hayashi.: "Control of imaginal celldevelopment by the escargot gene of Drosophila" Development. 118. 105-115 (1993)

S，Hayashi：“果蝇蜗牛基因控制成虫细胞发育”。