線虫C.elegans頭部感覚神経の遺伝子発現プロファイリング

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前年度までの研究により線虫の味覚神経ASEで左右非対称に発現する遺伝子の候補を得、本年度はこれらの神経の解析に集中した。候補の中から蛍光タンパク質レポーター実験により、ASER神経に強く発現する遺伝子を8個、ASEL神経に偏って発現する遺伝子を1個、新規に同定した。この中には、受容体型グアニル酸シクラーゼ、分泌性タンパク質、TRPCチャネル、機能未知の遺伝子が含まれていた。これまでASEL/Rで異なる発現パターンを示す遺伝子としてはグアニル酸シクラーゼと分泌性タンパク質のみが知られていたが、本研究によりASEL/Rが今まで考えられていたよりも多くの面で異なる可能性が示唆された。変異体を用いてこれらの遺伝子の発現制御を調べたところ、他の既知の遺伝子群と共通した制御を受けていることが明らかとなった。このことから、1つの共通した制御ネットワークがASEL/R分化のすべての側面を制御している可能性が強く示唆された。ASE神経で左右非対称に発現する遺伝子の機能解析を米国コロンビア大学のOliver Hobert博士らと共同で行った。ASEL細胞に偏って発現するgcy-14遺伝子の変異体およびトランスジェニック体を用いた実験から、GCY-14がASEL細胞における外界の金属イオンの受容に、細胞自律的に関わることを示した。また変異型gcy-14遺伝子を用いたレスキュー実験により、細胞外リガンド結合様ドメイン・細胞内シクラーゼドメインが必須であること、および他のGCYタンパク質と共同して機能する可能性が示唆された。本手法が細胞特異的な機能に関わる遺伝子を同定しうる有用な手法であることが示された。