ショウジョウバエ神経幹細胞プログラムのdecoding

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中枢神経系で多様な神経細胞が生み出される基盤となっているのは,「神経幹細胞が決まった順序で特定の神経細胞を生み出す」という機構である.ショウジョウバエの中枢神経系では,神経芽細胞が分裂とともにHunchback, Kruppel等の転写因子を順番に発現することによって,子孫に誕生の順序情報を伝えている.従って,神経芽細胞がいかにして転写因子のスイッチングを達成するかを理解することがニューロン多様性の生成機構の解明の鍵となる.我々は,ショウジョウバエ核内リセプター型転写因子Seven-upの変異系統では神経芽細胞で転写因子のスイッチングが正常に起こらず,神経芽細胞は本来細胞系譜の初期にのみ生み出す細胞を作り続けることを発見した.これまでに,Seven-upは神経芽細胞系譜の限局した時間区画で発現することにより,神経芽細胞でのHunchback発現を抑制し,転写因子スイッチングに時間情報を与えていることを見いだしている.この発見を基にして神経幹細胞の遺伝プログラムを解明するため,2005年度は神経芽細胞の細胞系譜内でのSeven-upの発現がいかにして調節されているかを解析した.Seven-upの発現時期は神経芽細胞毎に異なっていた.従って,細胞系譜を生み出すための時間情報は,各神経芽細胞の中に組み込まれていることが明らかになった.そこで,Seven-upの一過的発現と細胞周期進行との関係を調べた.突然変異系統を用いて細胞周期の進行をを阻害すると,本来発現していない細胞系譜後期の神経芽細胞も高レベルのSeven-up mRNAを蓄積していた.DNA複製のサイクルを維持したまま細胞質分裂のみを阻害しても,やはり,Seven-upの一過的発現は失われた.これらの結果から,神経芽細胞は,細胞質分裂の際に細胞質因子の分配を用いてSeven-upの発現調節を行っていることが示唆された.