比較ゲノム解析による軸決定進化プロセスの解明

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1、昨年度までに、カノニカルWntリガンドであるマウスWnt8Aとその拮抗因子であるDKK1を過剰に発現したマウス胚の表現型を解析した、DKK1遺伝子を過剰に発現させると前脳領域が拡大し、Wnt8Aを過剰に発現させると逆に前脳領域が縮小することを示してきた。DKK1過剰発現胚で観察された異常について、胚性8日目の細胞の性質を、形態レベルで詳細に解析したところ、前脳に隣接する表皮外胚葉が神経上皮細胞様の性質を持っことが分かった。特に、細胞分裂方向についても、詳細に解析したところ、本来表皮細胞様の単層上皮形態を維持するような分裂様式が、神経上皮様の重層又は、偽重層上皮様の形態を維持する分裂様式に変化していた。更に、どのようなシグナル経路を介して、Wntシグナルが前脳の大きさを制御しているのか明らかにするため、この時期の胚の前脳神経上皮と隣接する表皮外胚葉を用いて、mRNAを抽出しマイクロアレイ解析を行った。今後、Wntシグナルの標的分子候補や関連分子に絞って、詳細な発現解析を行う予定である。2、哺乳動物胚において、もっとも最初に前後軸決定がなされる組織は、臓側内胚葉と考えられている。現在までに、臟側内胚葉内の前後軸に沿ったWntシグナルの非対称性が、軸決定に重要な機能を果たしていることを明らかにしてきた。そこで、Wntシグナルの非対称な分布がどのような非コードゲノム機能の獲得で起こったのか解明するため、臓側内胚葉細胞の挙動を胚性5日目胚を用いてライブイメージングする系を樹立した。まず、緑色蛍光タンパク質によってCerl発現細胞を標識したトランスジェニック胚を用いて、移動中の細胞の挙動を追跡することに成功した。今後、WntやDkk1が、細胞移動に与える影響について、検討を進める。