ショウジョウバエ視覚系における視神経投射地図の形成機構

果蝇视觉系统视神经投影图的形成机制

• 批准号: 17770185
• 负责人: 佐藤 純
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17770185/
• 关键词: retinotopy; 視覚系; 軸索走行; 視覚中枢; Wnt; FAK; ショウジョウバエ; 網膜

ショウジョウバエ視覚系において、各視神経の複眼内での位置とその軸索の投射先の位置は完全に対応している(retinotopy)。このような対応関係を保証する機構を明らかにするため、この過程に関わる遺伝子の機能を解析している。これまでにWntファミリーに属する分泌性蛋白であるDWnt4の役割について研究し、視覚中枢の腹側で発現するDWnt4が視神経軸索によって受け取られ、non-canonical Wntシグナルを介して直接的に軸索走行を制御していることを示した。本年度はretinotopy形成を保証するDWnt4以外の分子を探索した。focal adhesion kinase(FAK)はfocal contactに局在して様々な細胞運動過程を制御することが知られているが、そのショウジョウバエホモログFak56Dの機能はDWnt4と密接に関係していると考えられていた。そこでFak56D変異体の表現型を調べたところ、DWnt4に類似した表現型は見られなかったが、視神経軸索の通り道である眼柄の形態が異常を示し、それによって視神経軸索の束状化が失われたが。この異常は眼柄を構成するグリア細胞のみにおいてFak56Dを発現させることによって回復した。DFak56Dの機能は視神経軸索走行においてはDWnt4と関係していないが、眼柄形成を介して正常な視神経軸索走行に寄与していると考えられる。ショウジョウバエの7種のWntファミリー遺伝子の発現を様々な時期において調べたところ、視神経軸索が投射する以前の早い時期においてはDWnt6が視覚中枢の腹側において発現していることを見出した。また、視神経軸索投射が完了した後の遅い時期においてはDWnt4とDWnt10が視覚中枢のより深部の神経節(medulla)のそれぞれ腹側・背側において特異的に発現していることを見出した。これらの遺伝子発現は視神経軸索およびその周囲に存在する別の神経軸索の走行を制御していると考えられる。今後はこれら腕遺伝子の変異体の表現型をそれぞれの時期において解析していきたいと考えている。

在果蝇视觉系统中，每个视神经在化合物眼中的位置及其轴突投影的位置完全相对应（视网膜）。为了阐明保证这种对应关系的机制，分析了此过程中涉及的基因的功能。我们已经调查了属于Wnt家族的分泌蛋白DWNT4的作用，并证明了在视觉中心的腹侧表达的DWNT4被视觉神经轴突接收，并直接调节轴突通过非频道Wnt信号。今年，我们搜索了除了DWNT4以外的其他分子，这些分子保证了视网膜的形成。已知局灶性粘附激酶（FAK）本地化与局灶性接触并调节各种细胞运动过程，并且果蝇同源性FAK56D的功能被认为与DWNT4密切相关。然后，我们检查了FAK56D突变体的表型，并没有发现与DWNT4相似的表型，但是眼茎的形态是视神经轴突的通过，显示出异常，导致视神经轴突的束形成损失。通过仅在构成浆膜的神经胶质细胞中表达FAK56D来解决这种异常。尽管DFAK56D的功能与视神经轴突运行中的DWNT4无关，但人们认为它有助于正常的视神经轴突通过眼茎形成。在不同时间检查了七个果蝇家族基因的表达表明，在预测视神经轴突之前，在视觉中心的腹侧表达了DWNT6。此外，发现DWNT4和DWNT10在视觉轴突投影完成后的后期，在视觉中心的神经节的腹侧和背侧特别表达。这些基因表达被认为可以调节视神经轴突和周围其他神经轴突的运行。将来，我们想在每个阶段分析这些ARM基因突变体的表型。

项目成果

Focal adhesion kinase controls morphogenesis of the Drosophila optic stalk

• DOI: 10.1242/dev.001529
• 发表时间: 2007-04-15
• 期刊: DEVELOPMENT
• 影响因子: 4.6
• 作者: Murakami, Satoshi;Umetsu, Daiki;Tabata, Tetsuya
• 通讯作者: Tabata, Tetsuya