環形動物ヤマトヒメミミズの再生に関与する遺伝子の同定と解析

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1.目的環形動物にはプラナリアに見られるような全能性幹細胞は存在せず、その再生は、両生類の肢再生のように、既存分化細胞の脱分化と再分化によって行われるため、ヒトなどの高等動物のモデル系として非常に有用である。当課題は、体の数十分の一の小断片からでも完全な個体を形成できるほど強い再生力をもつ環形動物ヤマトヒメミミズをモデル動物として、その再生メカニズムを解明し再生力の低い動物の再生力強化法の開発への基礎知見を得ることを目的とする。本年度は、これまでに単離した再生期特異的遺伝子のいくつかについて、再生過程における発現部位を解析するとともに、遺伝子ノックダウン法の開発を試みる。2.結果これまでに、ヤマトヒメミミズの再生個体と正常個体のcDNAサブトラクションにより、再生期に発現増加するクローンを165種得ており、このうち出現頻度が高いものを中心に11遺伝子の全長配列を決定した。これらのうち5遺伝子は、既知遺伝子とは相同性のない新規遺伝子であったので、出現頻度の高い順にEjrup1-5(Enchytraeus japonensis regeneration-upregulated genes 1-5)と命名した。そのうち、EjrUp1-3について、WISH法およびパラフィン切片を用いたISH法により、再生過程における発現部位を解析したところ、Ejrup1は再生芽以外の体幹全体の上皮細胞に強く発現し、再生芽形成に関わる遺伝子の発現抑制調節に関与していることが示唆された。Ejrup2は再生芽の特に腹側で強く発現し、Ejrup3は中腸切断面からの食道再生過程で発現することが観察された。また、Ejrup2のsiRNAを作成し、切断したヤマトヒメミミズ断片に2〜5日間投与したところ、41〜50%の個体で再生異常が認められ、RNA干渉による遺伝子ノックダウンが可能であることが示唆された。