ホメオボックス遺伝子voxおよびventによる体軸形成制御

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ゼブラフィッシュにおけるホメオボックス遺伝子voxおよびventは、初期胚の腹側で発現し、背腹軸の形成に重要な役割を担う。本研究では、まずvox/ventと遺伝的に相互作用する遺伝子を同定する目的でvoxのエンハンサー変異体の単離と解析を行った。vox変異変異体をENUで処理することにより突然変異を誘導し、その子孫より10個体のエンハンサー変異体を単離した。このうち3つは、vox(+/+)のバックグラウンドにおいても、背側化する表現型を示した。それらは遺伝的にsmad5と連鎖し、いずれもsmad5遺伝子内にミスセンス変異をもっていた。単独では表現型を示さないエンハンサーについても解析を行ったが、表現型が遺伝的背景に依存するなどの理由により、原因遺伝子の解明には至っていない。一方で、既存の突然変異であるbmp2b/swrと、voxが相互に表現型を増強しあうことがわかった。ゼブラフィッシュの背腹軸形成においてはBmp2bが主要なBMPシグナルとして働くが、bmp2b/swrやBMPシグナル経路で働くsmad5との遺伝的相互作用により、voxはBmpシグナルの強度調節に重要な役割を担っていると考えられた。vox/ventの発現は腹側から背側に向けて濃度勾配を形成するが、その濃度の低下は、中胚葉の最も腹側領域から発生する血球細胞の形成に顕著な影響を与える。血球細胞の形成過程に異常を示す突然変異体を単離することにより、腹側中胚葉において細胞の運命決定を制御する分子機構の解明を試みた。メダカを用いた突然変異体スクリーニングにより、血球の形成や形態に異常を示す変異体を8種類単離し、相補性検定により7遺伝子座に分類した。5遺伝子座の突然変異体はヘモグロビンの形成または血球の形態に異常を示し、2遺伝子座の突然変異体は、血球細胞の形成過程に異常を示した。それらの突然変異体の表現型の詳細な解析と原因遺伝子の解明を行っている。