ショウジョウバエのパターン形成遺伝子の網羅的探索

全面寻找果蝇模式形成基因

• 批准号: 15011208
• 负责人: 多羽田 哲也
• 金额: $ 3.07万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15011208/
• 关键词: 視覚中枢; ショウジョウバエ; Wntシグナル; Dppシグナル; 投射パターン

脳におけるパターン形成機構を明らかにするためにショウジョウバエの視覚中枢をモデルとして、パターン形成に機能するシグナルの解析を行った。視覚の情報処理は光を受容した個々の細胞が脳に正確な空間情報を提示することから始まり、それは視覚系の正確な構築に依存している。ショウジョウバエは約750の個眼からなる複眼を持つ。1つの個眼あたり8種の光受容神経(視神経、R1-8)があり、R1-6はlaminaとよばれる脳の神経節に、R7-8はmedulla神経節に軸索を投射する。(1)Wntシグナル視神経の背腹軸に沿った投射パターンは視神経とlaminaにおいてそれぞれ独立にWntシグナルにより制御されていることが明らかとなった。Wntシグナルは、いくつもの異なった経路により信号伝達されることが知られており、Armadilloを経由するCanonical PathwayとそうでないNon-canonical pathwayに大別される。視神経においてはNon-canonical pathwayが機能し、laminaにおいてはCanonical pathwayが機能しているようである。laminaにおいて、Wntシグナルを活性化すると背側への投射が阻害され、逆にWntシグナルを不活化すると腹側への投射が抑制される。Wntファミリー遺伝子の発現を調べるとDWnt4がlaminaの腹側でのみ発現し、その変異においては、腹側へ投射するはずの視神経が背側に投射することから、DWnt4の腹側での発現が視神経の背腹軸に沿った投射パターンを規定していると考えている。(2)DppシグナルDppはlamina神経叢を中心に分布するグリア細胞の分化を制御していることが明らかとなった。このグリア細胞の機能が失われると、視神経の正確な投射が阻害される。

为了阐明大脑中的图案机制，我们分析了使用果蝇视觉中心作为模型进行图案的信号。视觉信息处理开始于单个单元接收光，向大脑提供准确的空间信息，这取决于视觉系统的精确构造。果蝇具有大约750只眼睛的复合眼睛。每只眼睛都有八只光感受器神经（光神经，R1-8），R1-6向大脑的神经节伸出轴突，称为lamina，R7-8向髓质神经节投射轴突。 （1）Wnt信号已经揭示了沿视神经的背腹轴的投影模式由视神经和层中的Wnt信号独立控制。已知Wnt信号通过多种不同的途径发出信号，可以通过舰队和非典型途径将大致分为规范途径。非经典途径似乎在视神经中起作用，并且规范途径在层中似乎起作用。在薄片中，激活Wnt信号会抑制背突出，相反，灭活Wnt信号会抑制腹侧投影。当我们检查了Wnt家族基因的表达时，DWNT4仅在椎板的腹侧表达，并且在该突变中，视神经应投射为腹侧，表明背侧侧，因此我们相信DWNT4的腹侧表达DWNT4在良好的侧面轴沿良好的侧轴定义了一个投影模式。 （2）已经揭示了DPP信号DPP调节主要分布在椎板丛中的神经胶质细胞的分化。神经胶质细胞功能的丧失抑制了视神经的准确投影。

项目成果

多羽田 哲也: "Morphpgens, their identification and regulation"Development. 131(4). 703-712 (2004)

Tetsuya Tahada：“Morphpgens，其识别和调节”发展131（4）。

多羽田 哲也: "Three Drosophila EXT genes shape morphogen gradients through synthesis of Heparan Sulfate Proteoglycans."Development. 131(1). 73-82 (2004)

Tetsuya Tahada：“三个果蝇 EXT 基因通过硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的合成形成形态发生素梯度。”131(1) (2004)。