ショウジョウバエ気管系をモデルとしたパターン形成の研究

以果蝇气管系统为模型的模式形成研究

• 批准号: 08254221
• 负责人: 林 茂生
• 金额: $ 1.34万
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08254221/
• 关键词: ショウジョウバエ; 気管; 形態形成; 上皮細胞; 細胞接着; カドヘリン; escargot; GFP

昆虫の呼吸器である気管系は体内に広く分布した管状の上皮細胞のネットワークで、受動的な空気の拡散によりガス交換を可能にしている。気管の形成は外胚葉が陥入した袋状の前駆体が分枝し、となり同士の枝と融合してネットワークを形成する。融合する枝の先端にはtip cellと呼ばれる細胞が同定されており、枝の伸展と融合に重要な役割を果たしていると考えられている。気管細胞は細胞間接着分子DE-カドヘリンにより密に接着した上皮構造を作っている。気管の融合に際してtip cellは擬足を伸ばして接触し、接触面にDEカドヘチンを蓄積させて接着する。気管の融合に先立ってDEカドヘリンが蓄積し、なおかつカドヘリンを欠損する変異体では、融合が起こらないこと(Uemura et al.,1996)からDEカドヘリンが気管の融合に積極的な役割を果たしていることが明らかとなった。DEカドヘリンに依存した気管の融合は転写因子Escargot(Esg)を必要としている。Esgには二つの独立した機能があることが明らかとなった:一つはDEカドヘリン遺伝子のプロモーターを正に活性化する働きであり、もう一つはtip cellの接着後の擬足の運動を抑制する働きである。esg変異体での気管融合の異常はDE-カドヘリンの強制的な発現により部分的に救済されることよりDEカドヘリンはEsgによる転写制御の主要な標的であることが明らかとなった(Tanaka-Matakatsu et al.,1996)。以上の研究により気管形成は形態形成運動の動的な側面を研究するのに適した系であることが明らかとなった。生体内での細胞の活動を追跡するために蛍光タンパク質gfpを利用した解析システムを開発した(Shiga et al.,1996)。

气管系统是昆虫的呼吸系统，是一个肾小管上皮细胞的网络，广泛分布在体内，从而通过被动空气扩散允许气体交换。气管的形成是由带有外胚层的小袋样的前体分支的，并将分支与分支融合在一起形成网络。在融合分支的尖端上已经鉴定出称为尖端细胞的细胞，被认为在分支延伸和融合中起着重要作用。气管细胞会产生上皮结构，这些结构通过细胞间粘附分子去钙蛋白彼此紧密粘附。气管融合后，尖端细胞延伸其假脚和接触，并在接触表面积聚cadhetin以粘附。 De钙粘着蛋白在气管融合之前积累，并且不发生在缺乏钙粘蛋白的突变体中（Uemura等，1996）揭示了De cadherin在气管融合中起积极作用。 De cadherin依赖性气管融合需要转录因子escargot（ESG）。已经揭示了ESG具有两个独立的功能：一种可以积极激活DE钙粘蛋白基因的启动子，而另一个可以抑制尖端细胞粘附后的假足运动。 ESG突变体中气管融合的异常是通过强迫表达去钙粘着蛋白而部分挽救的，表明去钙蛋白是ESG转录调控的主要靶标（Tanaka-Matakatsu等，1996）。上述研究表明，气管形成是研究形态学运动动态方面的合适系统。我们开发了一种分析系统，该系统利用荧光蛋白GFP在体内跟踪细胞活性（Shiga等，1996）。

项目成果

Tanaka-Matakatsu,M.: "Cadherin-mediated cell adhesion and cell motility in Drosophila trachea regulated by the transcription factor Escargot." Development. 122. 3697-3705 (1996)

Tanaka-Matakatsu,M.：“果蝇气管中钙粘蛋白介导的细胞粘附和细胞运动受转录因子蜗牛的调节。”

Sawamoto,K.: "argos is required for projection of photoreceptor axons during optic lobe development in Drosophila." Developmental Dynamics. 205. 162-171 (1996)

Sawamoto,K.：“在果蝇视叶发育过程中，argos 是光感受器轴突投射所必需的。”

Uemura,T.: "Zygotic DE-cadherin expression is required for processes of dynamic epithelial cell rearrangement in the Drosophila embryo." Genes Dev.10. 659-671 (1996)

Uemura,T.：“果蝇胚胎动态上皮细胞重排过程需要合子 DE-钙粘蛋白表达。”

Yagi,Y.: "Role of the Drosophila EGF receptor in determination of the dorsoventral domains of escargot expression during primary neurogenesis." Genes to Cells. (in press). (1997)

Yagi,Y.：“果蝇 EGF 受体在确定初级神经发生过程中蜗牛表达的背腹域中的作用。”

Fuse,N.: "Determination of wing cell fate by the escargot and snail genes in Drosophila." Development. 122. 1059-1067 (1996)

Fuse,N.：“果蝇中蜗牛和蜗牛基因决定翅膀细胞的命运。”