ゼブラフィシュ卵黄細胞の中胚葉誘導活性に関与する遺伝子の単離と機能解析

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脊椎動物の初期発生において、中胚葉および内胚葉の形成はその後の形態形成の基礎となる重要な過程である。これまでに、小型脊椎動物モデルであるゼブラフィシュにおいては、最も初期の中胚葉と内胚葉は、卵黄細胞からのシグナルによって誘導されることを明らかになっている。しかし、その分子的機構については不明な点が多く、特に中胚葉誘導や内胚葉形成に関与する機構については分かっていない。そこで本研究では、卵黄細胞特異的に発現する遺伝子を多数単離し、得られた遺伝子の機能解析をする事を通して、卵黄細胞の持つ誘導能の分子的機構を明らかにすることにした。そのためにまず、卵黄細胞特異的遺伝子を濃縮したサブトラクションライブラリを作成し、そのライブラリから約600クローンを独自に開発したin situ hybridization screening法でスクリーニングした。その結果、30以上の独立な卵黄細胞で発現するクローンを単離する事に成功した。さらに、それらのクローンをモルフォリノオリゴで特異的に機能阻害することにより、上記の現象に関与するクローンを探した。その結果、モルフォリノオリゴで機能を阻害すると内胚葉を全て欠失する、226D7クローンを見出した。226D7クローンの遺伝子全長は新規のSOX型転写因子をコードしており、発生の初期、胞胚期から原腸期胚期にかけて、卵黄細胞と内胚葉前駆細胞で発現していた。さらにそれらの発現は内胚葉形成に重要な働きをすることがすでに知られていたNodalシグナルの下流で制御されていることが分かった。また、モルフォリノオリゴによる機能阻害実験と合成RNAによる機能亢進実験の結果、226D7は初期内胚葉の形成に必要十分な機能を持っていることを明らかにした。