骨形成タンパク質シグナルを抑制する遺伝子の単離と機能解析

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<1 研究目的>骨形成タンパク質(BMP)に対する細胞の応答能は、発生過程の時期および領域に応じてダイナミックに変化していると予想され、形態形成を分子レベルで知るうえで応答能の制御機構を理解することは不可欠である。本研究では、応答能の確立および調節機構を分子レベルで明らかにするために、BMPシグナルを細胞内で抑制する遺伝子の探索と機能解析をおこなう。<2 研究成果>研究代表者らは、BMPシグナルを細胞内で抑制する遺伝子としてホメオドメインを持つ転写因子(G78)を得ており、過剰発現解析により、G78が神経形成の促進に働いていることを示した。平成17年度には、神経分化におけるG78の機能をより詳細に解析するために、(1)G78の機能阻害解析、(2)BMPシグナルに対する応答能の制御におけるG78の必要性の解析をおこない、以下の成果が得られた。[成果1]アンチセンスモルフォリーノオリゴヌクレオチド(MO)を用いてG78の機能阻害解析をおこない、神経形成期におけるG78の必要性について検討した。その結果、初期神経マーカーSox2の発現領域が縮小し、反対に表皮マーカーのKeratinとDlx3の発現領域は拡大した。したがって、G78は神経形成の促進と表皮形成の抑制に働いており、これらの過程に必要であることが分かった。[成果2]MOの注入によりG78の機能を阻害した条件下でBMPシグナルを活性化させ、BMPシグナルに対する外胚葉細胞の応答能の変化を調べた。その結果、G78に対するMOを注入したツメガエル胚から切除した外胚葉細胞は、コントロールに比べてBMPシグナルに対する応答能が高まり、BMPシグナルの直接の標的遺伝子(Msx1,Msx2)の発現が効率よく誘導されることが分かった。したがって、G78はBMPシグナルに対する外胚葉細胞の応答能を抑制していると考えられた。