脳神経特異的に発現されるヒト第21染色体上の遺伝子の探索

寻找人类21号染色体上脑神经特异表达的基因

基本信息

批准号：
06272231
负责人：
清水信義
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Keio University
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒト21番染色体にはダウン症候群に共通した精神遅滞、ミオクローヌスてんかん、そう鬱病など、脳神経作用に関連が深い疾患の原因遺伝子が存在すると推測されている。我々はこのような疾患遺伝子のクローニングを行なうための基盤材料として、21番染色体をソーティングによって純化し、そのDNAを材料にして33,000クローンからなるコスミドライブラリーを作成した。さらにフィルター当り1,536クローンをスポットした高密度レプリカ(HDR)フィルターを作成し、7枚一組(21番染色体DNAの6倍に相当)でハイブリダイゼ-シヨンによるスクリーニングを迅速・簡便にできるように工夫した。このHDRフィルターを用いて、いわゆるダウン症候群関連領域(DCR:D21S17-D21S55-ETS2)をカバーする10個のYACクローンDNAをプローブにスクリーニングした結果、この領域(約4Mb)に由来するコスミドクローンを約1,000個同定した。これらのコスミドクローンをYACクローンの重なりから、さらに19のサブ領域に分類した。すなわち平均200kbの間隔に50個づつのコスミドクローンを収集した。これらのサブ領域に特異的なコスミド群からDNAを精製し、エキソントラッピングベクターpSPL3を用いて未知遺伝子の系統的な探索を行なった。現在までに150種類以上のエキソンを単離し塩基配列を決定した。データベースによるホモロジー探索の結果、ほとんどは未知の塩基配列(すなわち新しい遺伝子の断片)であったが、興味深いことに、ショウジョウバエの中枢神経系の発生に重要な機能を果たす遺伝子simと高いホモロジーを示すエキソンが5個含まれていた。このsim遺伝子は、ダウン症に共通する精神遅滞との関連で注目されるばかりでなく、ヒトの中枢神経系の発生過程における役割が期待されるので、マウスの系で発生生物学的な解析を進めている。さらに、多数の未知のエキソンについては脳神経特異的に発現するものをスクリーニングしつつある。

据推测，人类21染色体的基因引起与颅神经系统作用密切相关的疾病，例如智力低下，肌对负癫痫和抑郁症，这是唐氏综合症常见的。我们通过将染色体作为克隆这种疾病基因的基本材料进行排序，并创建了由33,000个使用DNA作为材料组成的宇宙文库。此外，使用每个过滤器发现的1,536个克隆创建高密度复制品（HDR）滤波器，并对齐以允许使用杂交 - 隔音的快速和方便筛选，这是一组7（相当于染色体21的DNA的六倍）。使用此HDR滤波器，将10个YAC克隆的DNA覆盖了所谓的唐氏综合症相关区域（DCR：D21S17-D21S55-ETS2）作为探针筛选，并确定了大约1,000个cosmid克隆，这些克隆源自该区域（约4 MB）。由于重叠的YAC克隆，这些宇宙克隆进一步分为19个子区域。也就是说，以200 kb的平均间隔收集了50个宇宙克隆。 DNA从针对这些子区域的宇宙组中纯化，并系统地搜索了使用外显子诱捕矢量PSPL3的未知基因。迄今为止，已经隔离了150多个外显子，并确定了基本序列。使用数据库的同源性搜索结果表明，大多数未知的核苷酸序列（即新基因的片段），但有趣的是，它包含5个基因，这些基因在果蝇中枢神经系统的发展和五个表现出较高同源性的外显元的发展中起着重要功能。该SIM基因不仅引起了与智力降低有关的关注，这是唐氏综合症常见的，而且在人类中枢神经系统的发育过程中发挥了作用，因此在小鼠系统中正在进行发育生物学分析。此外，在颅神经中专门表达的那些外显子正在筛选许多未知的外显子。