Sixホメオボックス遺伝子の標的遺伝子群と発生システムの進化

6个同源盒基因的靶基因群与发育系统的进化

• 批准号: 13045042
• 负责人: 佐藤 滋
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Jichi Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13045042/
• 关键词: ホメオボックス遺伝子; 原索動物; 転写制御; 器官形成; 脊椎動物進化; 遺伝子重複; プラコード; 胚発生

ホメオボックス遺伝子Sixと転写共役因子をコードするEyaとDach遺伝子はネットワークを構成して協調的にはたらき、脊椎動物の多彩な器官形成を制御する「ツール」として利用されている。脊椎動物に近縁な無脊椎動物からホモログを同定し、構造と発現及び機能を脊椎動物と比較することで、各遺伝子ファミリーに生じた変化を明確にし、脊椎動物進化との関わりを推察することを目的とする。まず、原索動物マボヤから3種類のSix(HrSix1/2、3/6、4/5)、1種類のEyaとDachのcDNAを単離した。分子系統解析の結果、原索-脊椎動物の分岐後、SixとDachでは遺伝子数が2倍化、Eyaでは4倍化したという可能性が示唆された。また胚発生における発現パターンを調べた。Six3/6サブファミリー遺伝子は、脊椎動物では前脳、眼、鼻-脳下垂体の原基で発現し、過剰発現により前脳と眼の肥大化、異所的な網膜形成を誘導する。一方、ショウジョウバエSix3/6は胚前端部の上皮、上唇、複眼の成虫原基で発現し、異所発現により複眼形成を誘導する。マボヤHrSix3/6の発現は脳胞や眼点(ocellus)では検出されず、尾芽胚期で脳胞の前端部をおおう少数の上皮細胞に限局されていた。その位置は幼生で入水孔(いわゆる口に相当)が開口する部位であり、脊椎動物の鼻-脳下垂体原基、ショウジョウバエ胚前端部の上皮と上唇との進化的な関連が予想される。ところがHrSix3/6はゼノパス胚で過剰発現させると脊椎動物のSix3やSix6と同様に眼の肥大化を特異的に誘導し、類似の標的遺伝子を制御する能力を保持することが示された。以上から、マボヤ幼生の眼点はSix3/6に依存しない光受容器であることが明らかとなり、マボヤ幼生の眼点と脊椎動物の眼の形成を支配する遺伝子プログラム、両器官の発生学的な相同性に疑問を投げかける結果となった。

The Six genes of vertebrates are used to control the formation of colorful organs in vertebrates Vertebrate species are closely related to invertebrate species, such as invertebrate species, invertebrate species and invertebrate species. Six species (HrSix1/2, 3/6, 4/5) and one species (Eya and Dach) were identified. The results of molecular system analysis, the divergence between the original and vertebrate, the doubling of the number of genes, and the possibility of the quadrupling of Eya are shown. The first time I saw him, I saw him. Six3/6: The development and development of anterior, ocular, and nasal hypopharyngeal primordia in vertebrates, and the induction of anterior, ocular, and allogeneic retina formation. The development of epithelium, upper lip and compound eye in the front part of embryo and the development of compound eye in the front part of embryo are induced. The development of HrSix3/6 cells is limited to the development of ocellus cells and the distal part of cells in the tail bud embryo stage. The relationship between the position and the position of the opening of the juvenile water inlet and the evolution of the vertebrate nasal-pituitary primordium, the epithelium of the embryonic front and the upper lip is proposed. The HrSix3/6 is the first vertebrate to have the ability to induce eye hypertrophy specifically and to control similar target cells. The above results indicate that the development of juvenile eyepoints depends on the development of Six3/6 photoreceptors, and that juvenile eyepoints control the development of vertebrate eyes.

项目成果

Sato S.: "Functional conservation of the promoter regions of vertebrate tyrosinase genes"J Investig Dermatol Symp Proc. 6・1. 10-18 (2001)

Sato S.：“脊椎动物酪氨酸酶基因启动子区域的功能保护”J Investig Dermatol Symp Proc. 6・1 (2001)。

Sato, S.: "Identification of transcriptional targets for Six5 : Implication for the pathogenesis of myotonic dystrophy type 1"Hum. Mol. Genet.. (in press).

Sato, S.：“Six5 转录靶标的鉴定：对 1 型强直性肌营养不良发病机制的影响”Hum。

Sato, S.: "Development of pigment cells in the brain of ascidian tadpole larvae : insights into the origins of vertebrate pigment cells"Pigment Cell Res.. 146(6). 428-436 (2001)

Sato, S.：“海鞘蝌蚪幼虫大脑中色素细胞的发育：深入了解脊椎动物色素细胞的起源”色素细胞研究 146(6)。