体節の繰り返し構造を生み出す分子機構

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脊椎動物の体節の形成にはNotchシグナルと転写因子Mesp2が必須の役割を果たしている。従来のMesp2欠損マウスはすべてpgk-neoをもつアリルであったが、Dll3ノックインマウスではpgk-neoを除去している。そこでDll3ノックインマウスの表現型とpgk-neoの影響及びMesp1の関係を明らかにするため、新たなMesp2欠損マウスとDll3ノックインマウスの体節形成における形質を詳細に解析した。その結果、pgk-neoを除去したP2MCMマウスとDll3ノックインマウスにおいて、体節の分節が観察された。体節前半部のマーカー遺伝子EphA4,Cer1の発現は、従来のMesp2欠損マウスでは著しく低下するのに対して、他の全てのアリルでは回復していた。体節後半部のマーカー遺伝子Dll1,Uncx4.1の発現は、従来のMesp2欠損マウスでは強く一様に拡がっているのに対し、他の全てのアリルではやや抑制されていた。特にpgk-neoを除去したP2MCMマウスとDll3ノックインマウスの2者では、少なくとも部分的に、体節後半部に局在したストライプ状のパターンがみられた。Mesp1の発現レベルは従来のMesp2欠損マウスでは野生型とあまり変わらないのに対し、他の全てのアリルではMesp1の発現が顕著に上昇していた。以上の結果から次のことが考察された。未分節中胚葉前方にはredundantな機能をもつMesp1とMesp2の2つの転写因子が発現しているが、Mesp2が欠損した場合にはMesp1の発現が上昇するような代償性の制御機構が存在している。従来のMesp2欠損マウスではなんらかの理由でこの代償機構が働かなかったため、Mesp2の機能が明らかになったが、その他のアリルではMesp1の発現が上昇して体節形成の異常をレスキューするため、不完全な回復がみられたと考えられる。