神経特異的Naチャネル遺伝子の転写・翻訳過程の生理・分子生物学的解析

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(1)定量的RT-PCR法により、単純な神経誘導の系であるホヤ分割抑止多核神経割球に、昨年度クローニングしたラット脳のNaチャネルと相同性の高いクローンTuNaIのmRNAが発現誘導されることが確認された。(2)TuNaIの翻訳開始部位に特異的なアンチセンスDNAを、分化型のNaチャネルを機能発現していない初期の多核神経前駆細胞へ微小注入し、以降のNaチャネル電流の発現への影響を調べた。アンチセンスDNAを注入した群では、K電流の発現には影響を与えなかったがNaチャネル電流の発現はコントロールDNAを注入した群に比べて有意に減少し、TuNaIが神経特異的に発現するNaチャネルに対応することが明らかになった。(3)ジゴキシゲニンRNAプローブを用いたin situ hybridization法によりTuNaIのmRNAは尾部から頭部の広い神経系に発現していた。また、その発現パターンはホヤ神経系のニューロンの分布領域に対応し、TuNaIの発現がニューロン特異的であることが示唆された。(4)単離した外胚葉割球を誘導能をもつ植物側割球と一対一で細胞接着させ分割を停めた状態で培養するとTuNaIの転写が誘導された。誘導能を持たない割球と接着させた場合や、単独で培養した場合には誘導は起こらなかった。また、8細胞期に誘導割球を除去し、残った部分胚を培養すると筋特異的な遺伝子産物であるミオシンの発現は影響されないがTuNaIの発現は検出されなくなった。従ってTuNaIの転写発現に植物側割球からのシグナルが必須であると結論された。以上、TuNaIは従来電気生理学的解析で観察してきたホヤ神経特異的Naチャネルをコードし、その発現は細胞間の相互作用により転写レベルで誘導調節されることが明らかになった。これらの知見は、今後この遺伝子の5'上流発現制御域を解析する上での基礎となる。