メダカヒレ再生関連遺伝子の網羅的スクリーニング

青鳉鳍再生相关基因的综合筛选

基本信息

批准号：
12202018
负责人：
工藤明
金额：
--
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12202018/
关键词：
ゼブラフィッシュメダカヒレ再生スクリーニングゲノム

项目摘要

硬骨魚類であるゼブラフィッシュやメダカは幼生期まで透明で、顕微鏡下で発生/再生の様子を観察することが可能であり、再生モデルとして非常に優れている。特にメダカはゼブラフィッシュと比較してゲノムサイズが小さく特定の遺伝子のクローニングに有利であるばかりでなく、種々変異体を作りやすく、将来その変異と原因遺伝子の対応が可能となる。ゼブラフィッシュやメダカのヒレは切断後、約2週間で元に戻り、再生研究の材料として特に優れているにも関わらず、これまでゼブラフィッシュやメダカのみならず魚のヒレを使った再生研究はほとんどなされていない。ヒレの再生には骨、血管、神経などの各組織の形成も惹起され、その再生過程は発生過程の繰り返しである。我々は試みにヒレ切断後2日目の再生芽が構築された直後のcDNAと、7日目のヒレ再生が盛んな時のcDNAを単離し、それぞれ150個あまりDNAシークエンスを行った。その結果、発現している遺伝子群は再生時期で非常に異なり、その発現遺伝子がヒレ再生の各段階における組織特異性を示していると考えられる。従って各ヒレ再生段階に発現している連伝子群の網羅的スクリーニングを行うことにより、どのように組織形成されるかその全体像を捕まえることが可能になると共に、組織形成特異的遺伝子のクローニングが可能になる。実際にヒレ再生特異的に発現している遺伝子が再生のメカニズムに関与しているかどうかゼブラフィッシュを用いfeasible studyを試みた。骨、血管、神経等の再生が盛んなヒレ切断後7日目に特異的に発現している導伝子をdifferential screeningし、新しいトランスグルタミナーゼ遺伝子を得た。この遺伝子は心臓原基、血管に特異的発現を示した。アンチセンスによる発現ブロックを試みたところ、心臓形態異常が観察され、心臓血管系の形成に機能する遺伝子であることが示唆された。次に同様の方法で再生に係わる幹細胞集団が存在する再生芽を形成する時期(すなわちヒレ切断後2日目)に特異的に発現する新規遺伝子のスクリーニングに成功した。この遺伝子は胚発生時においても体節特異的に発現する遺伝子であり、過剰発現により体節形成に異常が生ずることが、体節の形成に重要な機能をする遺伝子であることが明らかになった。

伸缩鱼斑马鱼和Medaka在幼虫之前是透明的，可以观察显微镜下的发育/再生，使其成为出色的再生模型。特别是，Medaka的基因组大小比斑马鱼更小，对于克隆特定的基因是有利的，但它也使创建各种突变体变得更容易，从而使它们能够在未来处理突变和致病基因。斑马鱼和Medaka鳍在切割后大约两周内恢复正常，并且作为再生研究材料尤其出色，但到目前为止，使用斑马鱼和Medaka Fins几乎没有完成。鳍的再生还导致形成组织，例如骨骼，血管和神经，而再生过程是对发育过程的重复。在鳍切割后的第二天构建芽后，我们试图立即隔离cDNA，在第七天进行鳍片再生时的cDNA，并进行了大约150个DNA序列。结果，在再生时表达的基因组有很大不同，人们认为表达的基因在鳍再生的每个阶段都表现出组织特异性。因此，通过对在每个鳍再生阶段表达的韧带群进行详尽的筛查，可以捕获整体形成组织的形成以及克隆组织特异性基因的整体情况。我们尝试使用斑马鱼进行一项可行的研究，以查看在FIN再生中特别表达的基因是否参与了再生机制。在鳍切割后的第7天，对特定表达的传导基因进行了鉴定，骨骼，血管，神经等，骨骼，血管，神经等的再生以获得新的转凝集素酶基因。该基因在心脏原始和血管中专门表达。当尝试使用反义阻断表达时，观察到心脏形态异常，这表明它是一种在心血管系统形成中起作用的基因。接下来，我们成功筛选了一个新的基因，该基因在存在于再生的干细胞群体（即鳍裂解后的第二天）时特异性表达。该基因在胚胎发育过程中特异性表达，并且已经揭示了由于过表达而导致的气候形成异常，这在节体形成中是重要的功能。