TEFとVestigialに注目した脊椎動物の体軸形成機構の解析

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脊椎動物胚の体軸形成は胚形成の基礎となる重要な現象であり、本研究は、私がFoxa2の制御因子として同定した転写因子TEFに注目して、その分子機構を解明しようとするものである。マウスには4つのTEF遺伝子が存在するが、胎生6.5日胚においては、TEF1を除く3つのTEF遺伝子は体軸形成領域(ノードと原条)を含む胚体および胚体外の広い領域で、それぞれ特徴的なパターンで発現していた。7.5日以降の胚では、すべての遺伝子が同様のパターンで体軸形成領域を含み広く発現していた。そこで、4つのTEFとそのコファクター候補である2つのVestigial遺伝子について、その体軸形成における機能を遺伝学的に解析するために、遺伝子ノックアウトマウスの作成を進めている。一部については完成したが、変異をホモに持つ個体でも生存しており、それらについては、今後、多重変異体を作成して機能解析をする予定である。ゼブラフィッシュ胚から3つのTEFをクローニングし、その初期胚における発現を調べたところ、マウス同様に広く発現しているがオーガナイザー(シールド)および脊索においては周囲よりも有意に強い発現が認められた。TEFの活性はさまざまな機構により制御されることが知られているため、TEFを正あるいは負の転写因子に改変した物をゼブラフィッシュ胚に過剰発現させて、その体軸形成における機能を解析した。シールドで発現するFoxa2遺伝子は、胚にVP16-TEFを過剰発現すると発現領域が拡大し、逆にTEF-EnRで抑制され、TEFの正の転写因子としての機能がシールド形成に重要であることが示唆された。さらに、VP16-TEFは単独ではシールドを誘導できず、Wntシグナルあるいはその下流で働く因子と協調的に働くことによりシールド形成をつかさどることが示唆された。