脊椎動物における咽頭・腸管内胚葉形成機構の解析

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<ゼブラフィッシュの内胚葉細胞誘導におけるEomesodermin(T-box型転写制御因子)の機能解析>脊椎動物の初期発生において、三胚葉(外胚葉・中胚葉・内胚葉)の誘導は形態形成に必須の基本的現象であり、胚葉形成機構の解明は発生現象の理解に必要不可欠である。私達は遺伝学的解析により、内胚葉細胞誘導に必須の遺伝子であるcasanova(cas)は、Bonnie and clyde(Bon, Mix型転写制御因子)とFaust(Fau, Gata5転写制御因子)により発現が制御されていることを既に明らかにしている。しかし、BonとFauだけでは動物極の細胞でcasの発現を誘導することができないことから、casの発現制御には更に別の転写制御因子が必要であることが予想された。私達はcasのプロモーター領域の解析結果より、母性因子であるEomesoderminがcasの発現制御に重要であることを見出した。更にEomesoderminはBon, Fauと協調的に働き、casの発現を正に制御することを明らかにした。以上の結果より、cas遺伝子の発現は3つの転写制御因子(Eomesodermin, Bon, Fau)により制御されることを解明した。<Fgfシグナルによる内胚葉細胞誘導の制御>Nodalとその下流のFgfシグナルは、中胚葉細胞の誘導を正に制御することが報告されているが、内胚葉細胞誘導におけるFgfシグナルの機能は十分に解明されていない。そこで、私はFgfシグナルの阻害剤及び活性化型MEKを用いた阻害・活性化実験を行ったところ、Fgfシグナルを活性化すると内胚葉細胞数が減少し、逆に阻害すると内胚葉細胞数が増加することが明らかとなった。更にcasを過剰発現させると中胚葉特異的遺伝子の発現が抑制されるが、cas過剰発現とFgfシグナルの活性化を同時に行うと、中胚葉特異的遺伝子の発現がレスキューされた。以上の結果より、Nodalシグナルの下流に位置するFgfシグナルが内胚葉細胞の誘導を負に、Casが正に働くことにより中内胚葉前駆細胞から中胚葉細胞・内胚葉細胞へ分離するというモデルが考えられた。