ホヤの中枢神経系構築過程において細胞周期を分化・形態形成と協調させる機構の解明

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神経管閉鎖は脊索動物の脳を形成する原基となる背側中枢神経管を構築する形態形成運動である。神経管の形態形成運動には神経外胚葉と表皮外胚葉の両方が重要な役割をもつ。神経管閉鎖の過程では細胞の分裂、運動、分化が並行して進行するため、これらの細胞挙動を適切なタイミングで引き起こすことが形態形成運動の進行に重要である。本研究は神経管閉鎖という形態形成過程において細胞周期が受ける制御とその仕組みを明らかにすることを目的として研究を行った。カタユウレイボヤ(以下ホヤ)の表皮細胞は原腸胚期に3回(受精後8-10回目)、神経胚期に1回(受精後11回目)の細胞分裂を行う。本年度は昨年度に引き続き、原腸胚期と神経胚期の表皮の細胞分裂の性質の違いを細胞周期制御因子cdc25の機能と関連付けて解析した。昨年度は、細胞周期の長さに注目した解析を行い、神経管閉顔過程におけるcdc25の発現量減少が細胞周期の伸長化を促進していることを示唆する結果を得た。本年度は、モルフォノオリゴヌクレオチドによってcdc25の機能阻害を行ったところ、細胞周期の長さの変更に加えて細胞分裂の同調性にも乱れが生じることが判明した。動物の発生過程では細胞分裂の同調性に変化がみられる。細胞分裂の同調性を増加させたり、反対に低下させて空間的にパターンをもった細胞分裂を引き起こすことが、形態形成運動を適切に進行させるために重要であると考えられている。しかし、その制御機構は十分に理解されていない。そこで、本年度は細胞分裂の同調性制御におけるcdc25の役割を明らかにすることを目標として研究を進めた。その結果、ホヤ表皮の細胞分裂の同調性制御において、胚性で遺伝子発現を示す2つの転写活性化因子AP2L2とGATA-bによるcdc25の転写制御が重要であることを見出した。