Xenopusをモデル動物としたSproutyによるネガティブフィードバック機構

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我々はアフリカツメガエルXenopusをモデル動物に初期発生におけるシグナル伝達機構の解析を行なっている。これまで哺乳類培養細胞の系を用いた研究から、Ras/ERK経路のネガティブフィードバック制御因子SproutyがERKの活性化時間をコントロールしていることを明らかにしてきた。SproutyはRas/ERK経路を活性化する成長因子(FGFなど)によってチロシンリン酸化され活性化する。リン酸化したSproutyはGrb2と結合することでRas/ERK経路を負に制御していると考えられる。培養細胞で得られた知見(SproutyによるERKの活性化時間のコントロール)が、個体レベルでも存在するのかどうか、アフリカツメガエル初期胚を用いて検討した。まず初めにアフリカツメガエル初期胚においてSproutyがどのような領域で発現しているのか検討した。その結果Sproutyは原腸胚において中胚葉が形成される領域にERKの活性化領域と重複するように発現がみられた。このことはアフリカツメガエル初期胚においてもSproutyがERKの活性化を制御している可能性を示唆していた。次にアニマルキャップアッセイを用い、中胚葉遺伝子の発現に対するSproutyの効果を調べたところ、野生型Sproutyを発現させるとFGF刺激によるERKの活性化を一過的に抑制し、FGF刺激による背側中胚葉遺伝子Chordinの発現を抑制した。これに対し、優勢不能型Sproutyを発現させるとERKの活性化を持続的にし、Chordinの誘導を促進した。実際に初期胚においては、ERKの持続的な活性化はChordinの発現する背側中胚葉でのみ観察され、恐らくSproutyは腹側中胚葉でERKの活性化を負に制御していることが考えられる。さらにERK経路の重要性を検討する為、ERK2に対するmorpholino antisense oligoを作製し内在性のERK2をknockdownさせた。するとこれまで考えられてこなかった頭部構造の欠失という表現型が得られた。現在SproutyによるERKの活性化時問の制御と細胞の運命決定のメカニズムについてより詳細に検討している。