脊椎動物の眼の初期発生機構の解析

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我々の生活にとって、視覚は欠くことの出来ない重要な機能であり、視覚という極めて緻密な機能を司る眼の形成の分子機構は、重要な研究課題である。本研究では、近年我々を含むいくつかのグループにより同定された転写因子raxに着目した。Raxは、眼の形成過程の最上流で機能する分子の1つであることから、raxにより誘導される因子の同定、機能解析は、眼発生分子機構の解明につながると考えられる。近年、アフリカツメガエルの系において、raxの大量発現による、眼胞由来の組織である網膜色素上皮の異所的形成が報告された。そこで我々は、raxを大量発現させたツメガエル由来の培養組織片(アニマルキャップ)を用いてraxの下流因子の探索を試みた。まず、raxとsmad10の共発現により、アフリカツメガエル初期胚において眼の異所的形成が引き起こされること、アニマルキャップ中において神経、眼のマーカーとなる遺伝子が誘導発現することを見い出した。これにより、正常発生における眼の遺伝子発現がアニマルキャップ中に再現されていると考え、raxとsmad10が共発現したアニマルキャップを材料として用いてアフリカツメガエルcDNAのマクロアレイをスクリーニングし、raxにより誘導される遺伝子を2つ同定して、1つがHMG遺伝子であることを明らかにした。さらに、アフリカツメガエル初期胚を用いてHMGの大量発現、遺伝子機能欠損実験を行い、HMGが眼の初期発生に非常に重要な役割をもつことを明らかにした。また、HMGを大量発現させたアフリカツメガエル初期胚が眼の巨大化という表現型を示したことから、HMGが網膜前駆細胞の増殖に関与することが強く示唆された。これまで、HMGの固体発生における機能はよく分っていない。本研究は、転写因子raxがHMGを介して細胞増殖を制御することと、HMG遺伝子の固体発生における機能の一端を示唆した。