脊椎動物体軸形成機構の解明

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脊椎動物の初期発生において、回転対称体の受精卵から体軸を持った個体に成長する過程で最も重要な現象にオーガナイザーの形成がある。しかしながらその分子機構は未解明な点が多く残っている。ゼブラフィッシュにおけるNieuwkoop遺伝子として同定されたbozozok/dharmaは発生初期の卵黄多核層に発現し、細胞非自律的にオーガナイザーを誘導する。Boz/dharmaは核内たんぱく質であることから、オーガナイザー誘導には他の分泌性たんぱく質の存在が推察される。その候補遺伝子としてnodal関連遺伝子であるsquint(sqt)、cyclops(cyc)が考えられたため、これらの遺伝子と。Boz/dharmaとの関係を変異体を用い解析した。Bozとsqtもしくはcycとの二重変異体、boz;sqt;cycの三重変異体を作成したところ、その表現系はboz変異を加えることにより、もとの表現系よりも強い表現系がみとめられた。これらの変異体を分子マーカーを用い詳細に解析すると、オーガナイザー特異的遺伝子goosecoidはnodal関連遺伝子に強く依存するのに対し、別のオーガナイザー特異的遺伝子chordinはboz/dharmaに強く依存した。Nodal関連遺伝子のシグナルが全く機能しない条件下でも、boz/dharmaの過剰発現によりchordinの発現領域の拡大が見られたことから、boz/dharmaの遺伝子の下流にnodal関連遺伝子とは異なる分子機構が存在することが示唆された。以上のことから、オーガナイザーの形成にはboz/dharmaを介する経路とnodal関連遺伝子を介する経路が存在し、その両者が協調的に機能してオーガナイザーを誘導するものと考えられた。