脊椎動物Zicファミリーの形態形成における役割

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Zicファミリーは、ショウジョウバエのpair-rule遺伝子odd-pairedのホモログであり、小脳に強く限局して存在するzincフィンガー型の蛋白質をコードしている。平成15年度は、網膜神経細胞で発現しているZic2の神経軸索走向路決定における役割、Zic変異マウスを用いたマイクロアレイ解析から得られた新規遺伝子群についての発現・機能の解析を行い、以下の点を明らかにした。1.網膜神経細胞(retinal ganglion cell)の視交叉における対側または同側への神経軸索走向の決定はSlit2,ephrin-A, ephrin-Bなど様々な因子によって規定されることが知られている。我々はZic2がマウスの網膜神経細胞層において胎児齢16日前後の時期に腹耳側に限局して発現していることを見いだした。この時期、この領域の細胞から投射する神経軸索は視交叉において、交差せずに同側に投射することが、知られている。そこで網膜と視交叉組織の共培養系において、Zic2を網膜組織に過剰発現させたところ、神経軸索の伸展が阻害されることが明らかとなった。一方、Zic2変異マウスの視交叉における神経軸索の走向パターンを検討したところ、ヘテロ個体では同側への投射が有意に減少していることが、明らかになった。また、様々な生物種におけるZic2陽性の網膜神経細胞数と同側へ投射する神経線維の割合の間に正の相関が認められた。網膜神経細胞の同側への投射は物体の遠近を認知するのに必要な両眼視の神経機能に必要であり、Zic2が進化の過程で様々な生物種の両眼視機能の成り立ちに関与したことが示唆された。2.Zicファミリーの遺伝子変異マウスに由来する組織を用いたマイクロアレイ解析で見いだされた遺伝子のうち、神経突起の伸展、極性を調節する可能性のある新規蛋白質として、Slitrkファミリーを同定し、解析を進めた。