ホヤ初期卵割期におけるシグナル伝達の機能解析

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ホヤ卵はその発生の多くを卵内に局在する母性因子に依存すると考えられてきたが、近年、初期卵割期の割球同士の細胞間相互作用も重要な働きをしていることが分かってきた。細胞数が少なく細胞系譜に沿った遺伝子の発現と機能を解析するのに有利なホヤの特徴を利用して、ホヤ初期胚に準備されたさまざまなシグナル伝達系の発生における機能を単一細胞レベルで解明すべく、以下の分子について解析を行った。・Wnt-5:ホヤ卵内で見出された母性Wnt-5が局在する胚の後極は、これまでの研究から胚の前後軸形成に必須とされる領域だった。現在、卵内に蓄積されたmRNAをアンチセンスオリゴで破壊した上で発生させたときの効果を見つつある。また、Wnt-5の注入胚で観察される尾部の形態形成異常は、As-T遺伝子プロモーターを用いて脊索特異的にWnt-5を発現させた時に再現されたことから、母性Wnt-5の過剰な効果というより、脊索でWnt-5シグナルが正常胚のレベルを超えて過剰に発現することによるものと判明した。このことは脊索の伸長にともなう尾部の形態形成過程にWnt-5シグナルが関わっていることを示唆している。・Smad1/5:得られたsmad分子は脊椎動物のsmad1と5の共通祖先遺伝子から分岐したものであることからsmad1/5と名づけた。母性のmRNAは胚の動物半球に蓄積し、胚性のmRNAも予定表皮割球に特異的に発現することが分かった。予定表皮割球の一部は神経誘導を受けて神経に分化するが、smad1/5は発生運命が表皮に限定された割球でのみ発現することが判明した。このことから表皮の運命決定にBMPカスケードが密接な機能をもっていることを示唆された。・このほかFGF受容体、BMP受容体についてもクローニングと解析を行った。