体節形成プログラムの進化-魚類を用いた発生遺伝学的解析-

体节形成程序的进化 - 使用鱼类进行发育遗传分析 -

• 批准号: 12145203
• 负责人: 川上 厚志
• 金额: $ 28.99万
• 依托单位: The University of Tokyo (2001-2004)National Institute of Genetics (2000)
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12145203/
• 关键词: 体節; Notch; ゼブラフィッシュ; 生物時計; ヘッジホッグシグナル; you; 細胞外マトリックス; Bmpシグナル; 分子時計; 変異体; メダカ; FGF; 突然変異体; ソニックヘッジホッグ; MAPK; fss; mesp; 分節

小型魚類を用いて,体節形成と体節分化について解析を行って以下のような成果をあげた。1.脊椎動物の体節形成の周期性は,分節前の間充織(PSM)で周期的に遺伝子発現の振動を起こす器官形成クロックによって生み出される。既に振動子の本体がhairy関連遺伝子(her)であることが明らかになっているが、振動を生み出す分子ネットワークや振動の同調をもたらすメカニズムは未解明のままであった。我々は振動の同調には、何らかの細胞間コミュニケーションが関与するはずと考え、その関与をzebrafish胚を用いたモザイク解析により検討した。特に、her欠損細胞(Deltaが恒常的に発現する細胞)を野生型胚に移植したところ,分節境界は移植片の周辺で常に前方にシフトし、時計遺伝子であるher1の振動のタイミングがコントロール側に比べ早くなることが判明した。この活性はDeltaを欠損することで消失するので、振動状態にある細胞はHERタンパクが減少すると周囲の細胞にDeltaを介したシグナルを送り、her遺伝子の発現のタイミングを補正していることが明らかになった。2.体節における細胞のうち、遅筋や筋パイオニア細胞などは中軸中胚葉からのヘッジホッグ(Hh)シグナルによる誘導によって形成される。我々はHhシグナルが多数の異なる細胞を誘導する調節メカニズムを解析するためにゼブラフィッシュで単離されたHhシグナル変異体の解析を行った。ポジショナルクローニングによってyou変異体原因遺伝子を明らかにしたところ、you遺伝子は神経管の背側に局在する細胞外マトリックスタンパクScube2をコードしていることが明らかになった。さらに変異体の詳細な解析から、Scubeが欠損すると、背側の正中や表皮に由来するBmp分子が非常に遠くまでシグナル作用を及ぼしてHhシグナルの伝達を妨げることが明らかになった。従って、背側のBmpと腹側のHhはそれぞれのシグナルの拡散を制御することによって空間的な細胞パターンを形成することができると考えられる。

Small fish を with い て, somite forms と somite differentiation に つ い analytical line を っ て て following の よ う な results を あ げ た. 1. の vertebrates somite forming の cyclical は, filling knit (PSM) between points first の で に of cycle 伝 発 now の vibrators を up こ す organ formation ク ロ ッ ク に よ っ て raw み out さ れ る. Both に vibrator の ontology が hairy masato even heritage 伝 child (its ehrs) で あ る こ と が Ming ら か に な っ て い る が, born vibration を み す molecular ネ ッ ト ワ ー ク や vibration の homology を も た ら す メ カ ニ ズ ム は not interpret の ま ま で あ っ た. What I 々 は vibration の homology に は, ら か の intercellular コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン が masato and す る は ず と え test, そ の masato and を zebrafish embryo を with い た モ ザ イ ク parsing に よ り beg し 検 た. に, its ehrs, less damage cells (Delta が constant に 発 now す る) を に wild type embryo transplantation し た と こ ろ, segmental boundary は stents の weeks 辺 で often に に ahead シ フ ト し, hour meter but 伝 で あ る her1 の vibration の タ イ ミ ン グ が コ ン ト ロ ー ル side に earlier than べ く な る こ と が.at し た. こ の active は Delta を owe loss す る こ と disappear で す る の で, vibration state に あ る cells は its ehrs タ ン パ ク が reduce す る と weeks 囲 の cells に Delta を interface し た シ グ ナ ル を り, traces of its ehrs 伝 son の 発 is の タ イ ミ ン グ を corrected し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. 2. The somite に お け る cells の う ち, や 遅 steel reinforcement パ イ オ ニ ア cells な ど は axial mesoderm か ら の ヘ ッ ジ ホ ッ グ (Hh) シ グ ナ ル に よ る induced に よ っ て form さ れ る. I 々 は Hh シ グ ナ ル が most の different な を る cells induced す る adjust メ カ ニ ズ ム を parsing す る た め に ゼ ブ ラ フ ィ ッ シ ュ で 単 from さ れ た Hh シ グ ナ ル - variant の parsing line を っ た. ポ ジ シ ョ ナ ル ク ロ ー ニ ン グ に よ っ て you - cause of variants but 伝 を Ming ら か に し た と こ ろ, you but 伝 は god 経 tube の dorsal に bureau in す る extracellular マ ト リ ッ ク ス タ ン パ ク Scube2 を コ ー ド し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. さ ら に - variant の な detailed analytical か ら, Scube が owe loss す る と に origin, the center of the dorsal の や skin す る Bmp molecular が very far く に ま で シ グ ナ ル を and ぼ し て Hh シ グ ナ ル の 伝 da を hinder げ る こ と が Ming ら か に な っ た. 従 っ て, dorsal の Bmp と ventral の Hh は そ れ ぞ れ の シ グ ナ ル の company, scattered を suppression す る こ と に よ っ て space な cells パ タ ー ン を form す る こ と が で き る と exam え ら れ る.

项目成果

The zebrafish iguana locus encodes Dzip1, a novel zinc-finger protein required for proper regulation of Hedgehog signaling

• DOI: 10.1242/dev.01059
• 发表时间: 2004-06-01
• 期刊: DEVELOPMENT
• 影响因子: 4.6
• 作者: Sekimizu, K;Nishioka, N;Kawakami, A
• 通讯作者: Kawakami, A

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-増刊-. 45(17). 2853-2863 (2000)

Atsushi Kawakami：“斑马鱼的遗传学和基因组学”蛋白质核酸酶特别版45（17）（2000）。

Saga, Y: "The making of the somite : Molecular events in vertebrate segmentation"Nature reviews genetics. 2. 835-845 (2001)

Saga, Y：“体节的形成：脊椎动物分割中的分子事件”《自然》杂志评论遗传学。

Rolf O.Karlstrom: "Genetic analysis of zebrafish gli1 and gli2 reveals divergent requirements for gli genes in vertebrate development"Development. (in press).

Rolf O.Karlstrom：“斑马鱼 gli1 和 gli2 的基因分析揭示了脊椎动物发育中 gli 基因的不同需求”的开发。

Nakano, Y. et al.: "Inactivation of dispatched 1 by the chameleon mutation attenuates Hedgehog signaling in the zebrafish embryo."Developmental Biology. In press. (2004)

Nakano, Y. 等人：“变色龙突变导致的调度 1 失活会减弱斑马鱼胚胎中的 Hedgehog 信号传导。”发育生物学。