Islet-3の下流で中脳・小脳形成を制御する因子の機能解析

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LIM/homeodomain型転写因子Islet-3のドミナントネガティブ変異体(DN)をゼブラフィッシュ胚で過剰発現すると、中脳後脳境界(小脳原基)及び眼の形成が阻害される。そこで我々は中脳後脳境界形成の分子メカニズムを理解することを目的とし、Islet-3 DN過剰発現により発現が減少する遺伝子を探索して中脳後脳境界形成に重要な分子を網羅的に同定することを試みてきた。サブトラクション法によって単離されたクローン533は317アミノ酸からなる蛋白質をコードする新規遺伝子で、C末の近くにthrombospondin type I repeat(TSR)と核移行シグナル(NLS)を持つ。既知のTSRを持つ蛋白質は細胞外で働くが、この蛋白質は核に局在したことから、nucleopondin(ncp)と命名した。ncpは中脳後脳境界の背側部、終脳背側部、終脳と間脳の境界部などに発現している。Islet-3、fgf8、pax2.1等、中脳後脳境界の形成に必要な因子が機能しないとncpの発現が消失するので、ncpはこれらの因子とともに、あるいは下流で中脳後脳境界の形成に関与していることが示唆された。Ncpをゼブラフィッシュ胚で過剰発現すると、神経板前部の拡大、中軸中胚葉の低形成及びそれに伴う前脳腹側部の低形成、体軸の短縮などが観察された。これらの症状が生じる機構を解析することで、Ncpの機能を理解する手がかりが得られると考えている。Ncpと似た蛋白質をコードする遺伝子を、ヒト、マウスともに二つずつ見いだした。従って、ncpは脊椎動物で保存された新規の遺伝子ファミリーを形成すると考えられる。この他、ディファレンシャルディスプレー法による探索も既に終え、ephrin-A2、plexin-A2のゼブラフィッシュ相同遺伝子、中脳後脳境界の形成に必要なeng2と同様の発現パターンを示す新規遺伝子など、興味深い遺伝子を複数同定し、現在解析している。