BMP/decapentaplegicファミリーによる形態形成の制御機構

BMP/decapentaplegic家族对形态发生的控制机制

• 批准号: 07262101
• 负责人: 岡野 栄之
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07262101/
• 关键词: ショウジョウバエ; 背腹軸; decapentaplegic(dpp); BMP; ドミナントネガティブ; トランスジェニック・フライ; thick veins (tkv); アフリカツメガエル

本研究はショジョウバエ胚の背腹軸形成、成虫原基のパターン形成及びツメガエル胚の軸形成における共通の分子機構を明らかにするために、decapentaplegic(dpp)遺伝子産物の受容体の単離、及びドミナントネガティブ型のマウスのタイプ1の膜貫通型セリン/スレオニン・キナーゼ(mTFR11,Brk-1)によるBMP受容体とDpp受容体の機能的互換性の検討を行った。Dpp受容体を単離するため、キナーゼ領域中の最も保存性の高い領域のアミノ酸配列を基にRT-PCR法によってショウジョウバエの膜貫通型セリン/スレオニン・キナーゼ群の単離を行った。このうち25Dにマップされたもの(DTFR)はマウスのタイプ1の膜貫通型セリン/スレオニン・キナーゼ(mTFR11,Brk-1)と最も高い相同性を持ち(キナーゼ領域中で63%)、特に細胞外領域におけるCys残基の配列の保存性が高いことからmTFR11に対応する分子、即ちDpp受容体であることが示唆された。in situ hybridization法によりmRNAの組織局在を調べると、胚発生初期には全体に渡って広汎な発現となった。また胚発生の嚢胚形成期から中胚葉での高い発現がみられ、発生後期には中腸の前部、後部原基で強い発現がみられ、腸管形成においてホメオティック遺伝子を制御するdpp遺伝子との関連が示唆された。BMP受容体とDpp受容体が種を越えて機能的互換性を発揮しうるかについて検討するために、ドミナントネガティブ型mTFR11(細胞内キナーゼ領域を欠失したもの)を酵母の転写因子であるGal4の認識配列(UAS)の下流に連結したものを導入したトランスジェニック・フライを作成して、Gal4をレポーター遺伝子とした種々のエンハンサー・トラップ系統と交配することにより、成虫原基に細胞型特異的に強制発現させ、dpp情報伝達経路を特異的に遮断してそれに伴う形態形成の変化を観察した。その結果翅脈において、longitudinal vein 2(L2)に沿ったectopic veinの出現、L3とL4の間のcross veinの欠失といったDpp受容体の機能欠損型変異体の一つであるsaxphone(sax)と類似した表現型を示した。更にDTFR遺伝子の機能欠損型変異でもあるthick veins(tkv)を付加する事により、翅脈でみられた表現型が増強し、加えて脚の末端部においてtarsal clawの欠損やtarsal segmentの著しい短縮、複眼の縮小などの表現型が現れた。完全長のDTFRによって、ドミナントネガティブ型mTFR11によって生じるアフリカツメガエル初期胚の腹側を背側化させる変異を回復し、ドミナントネガティブ型DTFRによって二次軸の形成が起きることを明らかにした。以上のことからdppとBMPで、リガンド-受容体の互換性がショウジョウバエ、カエル、哺乳動物で保存されていることが示された。

This study focuses on the formation of the dorsal and ventral axis of the embryonic embryo, the formation of the adult primordium and the formation of the adult axis of the embryo. Common molecular structure, decapentaplegic (dpp) legacy product, Container unit, and non-containing type のマウスのタイプ1のfilm penetration type セリン/スレオニン・キナーThe function of ゼ(mTFR11, Brk-1) is interchangeable between BMP receptor and Dpp receptor. Dpp acceptor を単するため, キナーゼ in the field, the best preservation, the highest field, the acid ligation base にRT -PCR method is used for membrane penetration type セリン/スレオニン・キナーゼ集团の単利を行った.このうち25D にマップされたもの (DTFR) はマウスのタイプ1の film penetration type セリン/スレオニン・キナーゼ(mTFR11,Brk-1)とmost high homogeneity をholdち( (63% in the キナーゼarea), special arrangement of Cys residues in the extracellular domain and high preservation The mTFR11 molecule is the Dpp acceptor molecule. In situ hybridization method, the tissue bureau of the mRNA is adjusted and the embryo is in the early stage of development. During the embryogenesis stage, the mesodermal leaf is high and the embryo appears, and in the late stage of embryogenesis, the anterior and posterior primordia of the midgut are strong.発appearがみられ、Intestinal tube formationにおいてホメオティック缝子をcontrolするdpp伝子とのassociatedが出憆された. Functional interchangeability of BMP receptors and Dpp receptors TFR type mTFR 11(Intracellular キナーゼを不了したもの) をYeast の転WRITE FACTOR であるGal4 のUnderstanding Arrangement (UAS) のLINK したものをImport したトランスジェニック・フライを成して、Gal4をレポーター伝子とした kind 々のエンハンサー・トラップSYSTEMとMATINGすることにより, adult primordium, cell type-specific にforced developmentさせ, dpp information 伝达経路 をspecific にblocking してそれに与うmorphogenesis の変化を観看した.そのRESULT Wing vein において, longitudinal vein 2 (L2) に along ったectopic vein のappear, L3 とL4 のbetween のcross The vein is missing and the Dpp receptor is a dysfunctional variant of the body. The saxphone (sax) is similar to the phenotype of the Dpp receptor. Updated DTFR legacy の functional impairment type change でもあるthick veins (tkv) でみる事により, wing veins でみられたphenomenon が嗗强し, plus えてfoot の terminal part においてtarsal claw の无码やtarsal The segment is shortened, and the compound eye is reduced, and the phenotype is revealed. Full-length DTFR によって, ドミナントネガティブ type mTFR11 によって生じるアフリカツメガエルInitial embryo ventral sideをdorsalization of the させる変different をreply し, ドミナントネガティブ type DTFR によって secondary axis の formation がrise きることを明らかにした. The interchangeability of the above-mentioned dpp and BMP, and the リガンド-acceptorウジョウバエ, カエル, mammals are preserved されていることがshows された.

项目成果

Matsumoto, M., Okano, H., et al.: "Ataxia and epileptic seizures in mice lacking type 1 inositol 1, 4, 5-trisphophate receptor" Nature. 379. 168-171 (1996)

Matsumoto, M.、Okano, H. 等人：“缺乏 1 型肌醇 1,4,5-三磷酸盐受体的小鼠中的共济失调和癫痫发作”《Nature》。

Okabe, M., Okano, H. et al.: "Instinsic and extrinsic determinants regulating cell fate decision in developing nervous system." Dev. Neurosci.(in press). (1996)

Okabe, M., Okano, H. 等人：“调节神经系统发育中细胞命运决定的内在和外在决定因素。”

Mikoshiba, K., Okano, H. et al.: "Progress in Brain Research" Elsevier. Eds. Yu, A. C. H., Eng, L. F., Mahan, U. J., Schulman. H., Shooter, E. and Stadin, A., 18 (1995)

Mikoshiba, K.、Okano, H. 等人：“大脑研究进展”Elsevier。

Sawamoto, K., Okano, H. et al.: "Argos is required for optic lobe development and projection of photoreceptor axons." Developmental Dynamics. 205. 162-171 (1996)

Sawamoto, K.、Okano, H. 等人：“Argos 是视叶发育和光感受器轴突投射所必需的。”

Okano, H. et al.: "Basic Neuroscience in Invertebrate" Business Center for Academic Societies Japan, Ed. H. Koike, 19 (1996)

Okano, H. 等人：“无脊椎动物的基础神经科学”日本学术团体商业中心，编辑。