ショウジョウバエ成虫原基における位置情報遺伝子カスケードの研究

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ショウジョウバエの分泌蛋白質であるdpp(decapentaplegic)は位置情報を設定し、パターン形成に中心的な働きをすると考えられている。本研究では、エンハンサートラップ法を用いてdppにより発現が誘導される新たな遺伝子を同定し、その機能解析を通してパターン形成の機構を明らかにすることを目的としている。1200のエンハンサートラップ系統のスクリーニングにより、全ての成虫原基のコンパートメントの境界に発現する系統を2つ得た。その発現様式はdppのそれと良く似ているがdppの発現領域よりも広い。唾腺染色体へのマッピングにより、この2系統はともに第3染色体の右腕の同じ座位にマップされた。プラスミドレスキューにより得られたこの遺伝子座のDNA断片をもとにcDNAライブラリーをスクリーニングし、いくつかのcDNAクローンを得た。この中の最長のクローンの全長の塩基配列を決定したところ両端の全てのフレームが閉じていることからこのクローンに蛋白コード領域が含まれているものと考えている。他にほぼ同じサイズのcDNAを2クローン得ている。これらは同じ蛋白質をコードしていると思われるが上流および下流の非コード領域には違いが見られる。ノーザンハイブリダイゼーションでは4.2kbのmRNAが主な産物として観察されるがスプライシングによりいくつかの分子種が生成されると思われる。予想される蛋白質産物のアミノ酸配列は既存の蛋白質に対する相同性をもたない。シグナル配列あるいは膜貫通ドメインに相当するものはみられない。dppを異所性に発現することにより当該遺伝子の発現を誘導することができることから、この遺伝子の発現はdppにより正に制御されていることが明らかとなった。dppシグナルのターゲット遺伝子を同定したことによりパターン形成メカニズム解明の大きな足掛かりを得た。