ショウジョウバエのパターン形成遺伝子

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Dppモルフォゲンの活性勾配はその受容体のレベルによって規定されている。受容体の発現を制御する新規遺伝子の機能解析を通して、コンパートメント形成とモルフォゲン勾配形成の共役機構を明らかにした。Dppモルフォゲン・シグナルは受容体Thickveins(Tkv)を介して核に伝えられる。Tkvの発現レベルは後部コンパートメントで高く、前部コンパートメントで低い。またDppを発現している細胞では最も低い発現レベルを示す。細胞が受容するDppシグナルは、Dppを発現している細胞において非常に低く、後部コンパートメントにおける勾配は前部における勾配よりも急である。これはTKvの発現量で説明される。Tkvと相補的な発現パターンを示す新たな系統を同定し、master of thickveins(mtv)と名付けた。Mtvは1つのZinc finger構造を持つほかはきわだったモチーフを持たない。クローン解析の結果、mtvはTkvの発現を負に調節していることが解った。ヘッジホッグはDpp発現領域においてtkvの発現レベルを抑制している。また、後部コンパートメントで発現するenがtkvのレベルを調節している。2重変異クローンの解析から、これらの作用がmtvにより担われていることを明らかにした。Enはヘッジホッグを介してDppモルフォゲンの発現を誘導するばかりではなく、その受容体であるtkvの発現をも調節し、Dppシグナルの強度分布パターンを制御する。mtvはこの共役を維持するためにenおよびヘッジホッグからのシグナルを統合する因子として働く。またmtvのクローン解析の結果から、mtvはヘッジホッグシグナルを伝える転写因子Ciのレベルを調節すること、および細胞の親和性の調節を通してコンパートメント境界の形成に関わることが示唆された。今後この点に関する解明を進めたい。