脊椎動物中枢神経系における前後軸・背腹軸の成立機構

脊椎动物中枢神经系统前后轴和背腹轴的建立机制

• 批准号: 10220203
• 负责人: 弥益 恭
• 金额: $ 31.17万
• 依托单位: Saitama University (2002-2003)The University of Tokyo (2001)National Institute of Genetics (1999-2000)Nagoya University (1998)
• 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: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10220203/
• 关键词: 脳形成; 個体発生; 体軸; 脊椎動物; 中枢神経系; ゼブラフィッシュ; 転写調節; ミュータント; 前後軸; 背腹軸; 脳の領域化; パターニング; 転写制御; プロモーター解析; ポジショナルクローニング; 神経誘導; FGF; 突然変異体; 終脳; ソニックヘッジホッグ; BMP; フロアープレート細胞; オーガナイザー; Wnt

本研究者は、脊椎動物の中枢神経系が体軸に沿って領域化される機構を明らかにするため、ゼブラフィッシュを用いて以下の研究に取り組んだ。1.中脳後脳境界(MHB)と後脳前端領域の形成におけるgbx2ホメオボックス遺伝子の機能:MHB領域の決定に関わることが予想されるgbx2の機能を検討するため、まずゼブラフィッシュ胚でgbx2の強制発現あるいは機能阻害実験を行い、gbx2が前脳・中脳形成に抑制的であること、また峡部の形成と維持に密接に関わることを示した。ひき続き、MHBの位置情報を与える機構を解明するため、gbx2遺伝子周辺DNAの転写調節活性をEGFP遺伝子を用いたレポーター解析により検討し、後脳前端と間脳での発現には上流-7kbに存在する0.7kb領城で十分であることを見出した。2.fgf8遺伝子の転写制御機構:脊椎動物脳形成において、前脳及びMHBの形成に関わる分泌性因子Fgf8の領域特異的な発現の制御機構を知るため、ゼブラフィッシュfgf8遣伝子のプロモーター解析を進めた結果、上流4.5kb領域内には頭部表皮、下流+5.1kbには心臓、+9.7kbには終脳後方と後方神経管、+14.8kbには耳胞、+15.1kbにMHBでの発現を制御するゲノム領城を同定した。このように、fgf8の多様な発現と機能が、ゲノム中に存在する多重エンハンサーにより可能となっているという分子機構が見えてきている。3.脳の前後軸に沿った領域化に関わる突然変異体のスクリーニング:脳の領域化に関わる遺伝子群を明らかにするため、ゼブラフィッシュを用いたmutagenesisの準備を進めて来ており、パイロットスクリーンによりmutagenesisの条件を確立した。一方、様々な脳領域特異的にGFPを発現するゼブラフィッシュ系統を作製しており、今後、これらのGFP発現Tg fishを利用したmutagenesisを進めていく予定である。

The researchers selected the following research groups for the study of the mechanism of vertebrate central nervous system along the body axis: 1. Function of gbx2:MHB domain determination and function of gbx2:MHB domain determination. The position information of MHB and the structure of MHB were analyzed. The regulatory activity of gbx2 gene was analyzed by EGFP gene analysis. The detection of MHB in the upstream-7kb region was analyzed by 0.7kb region analysis. 2. Fgf8 gene expression control mechanism: vertebrate protein formation in the middle, front, and MHB formation related to the secretion of factor Fgf8 domain specific expression control mechanism to know, not to mention the fgf8 gene expression control mechanism analysis results, upstream 4.5kb domain in the head epidermis, downstream +5.1kb core,+9.7kb in the terminal posterior nerve tube,+14.8kb in the ear cell,+15.1kb MHB expression control mechanism to determine the same domain. This is the first time that the FGF8 has been used as a molecular mechanism. 3. Before and after the axis, the domain is related to the sudden change of the mutation. The domain is related to the mutation of the mutation. A domain-specific GFP discovery system is developed to utilize the mutation of GFP fish.

项目成果

Atsushi Sawada: "Zebrafish Mesp family genes, mesp-a and mesp-b are segmentally expressed in the presomitic mesoderm, and Mesp-b confers the anterior identity to the developing somites."Development. 128. 1691-1702 (2000)

Atsushi Sawada：“斑马鱼 Mesp 家族基因 mesp-a 和 mesp-b 在前体中胚层中分段表达，Mesp-b 赋予正在发育的体节前部的身份。” 发育。

S.Koshida: "Inhibition of BMP activity by the FGF signal promotes posterior neural development in zebrafish"Developmental Biology. 244・1. 9-20 (2002)

S.Koshida：“FGF信号抑制BMP活性促进斑马鱼后部神经发育”发育生物学244・1（2002）。

川上厚志: "ゼブラフィッシュのジェネティックスとジェノミックス"蛋白質核酸酵素. 45. 2853-2863 (2000)

Atsushi Kawakami：“斑马鱼的遗传学和基因组学”蛋白质核酸酶。45。2853-2863（2000）

Toshiro Mizuno: "Removal of vegetal yolk causes dorsal deficiencies and impairs dorsal inducing ability of the yolk cell in zebrafish"Mechanisms of Development. 81. 51-63 (1999)

Toshiro Mizuno：“去除植物卵黄会导致斑马鱼背部缺陷并损害卵黄细胞的背部诱导能力”发育机制。

Adam Rodaway: "Induction of the mesendoderm in the zebrafish germ rign by yolk cell-drived TGF-b family signals and dicrimination of mesoderm and endoderm by FGF"Development. 126. 3067-3078 (1999)

Adam Rodaway：“通过卵黄细胞驱动的 TGF-b 家族信号诱导斑马鱼胚芽中的中内胚层，并通过 FGF 区分中胚层和内胚层”。