オーガナイザーにおけるLIMホメオドメイン蛋白質Xlim-1の標的遺伝子の同定

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LIMホメオボックス遺伝子Xlim-1はシュペーマン・オーガナイザーにおいて重要な役割を担っていることが示唆されている。Xlim-1は転写調節因子と考えられることより、Xlim-1の直接の標的遺伝子を同定することはオーガナイザーにおけるXlim-1の機能の分子メカニズムを明らかにするため不可欠と考えられる。そこで我々は活性型Xlim-1/3mによりアニマル・キャップで発現が上昇する既知の遺伝子を検索すると共に、Xlim-1/3mを発現させたアニマル・キャップとコントロール・アニマルキャップを用いた差し引きライブラリーを構築し、新規標的遺伝子を検索した。その結果、goosecoid(gsc)、Otx2、chrdin、cerberusおよび数個の新規遺伝子がアニマル・キャップにおいてXlim-1/3mにより発現が引き起こされ、かつオーガナイザー領域に発現していることが判明した。その中からXlim-1の標的遺伝子候補としてgsc、chordin、cerberus遺伝子のプロモーター解析を行った。chordinとcerberus遺伝子に関してはゲノム遺伝子のクローニングを行い、5'側非翻訳領域をルシフェラーゼ遺伝子につないだレポーター・コンストラクトを作成した。Xlim-1/3mに対するそれらの反応性を検討したところ、cerberusレポーター遺伝子がXlim-1/3mに反応しルシフェラーゼ活性を上昇させることが示された。今後はXlim-1/3mの反応領域をさらに絞り込む予定である。gscプロモーターに関しては既にDawid博士、Cho博士らと共同研究により開始していた解析を継続させた。野生型Xlim-1はLIMドメインの存在により活性型Xlim-1に比べ弱くしかgscプロモーターを活性化しない。しかしLIMドメイン結合蛋白質Ldb1とホメオドメイン蛋白質Otx2を共発現させることで相乗的に活性化することを見い出した。またホメオドメイン蛋白質GscとPV.1はXlim-1/Otx2/Ldb1による活性化を強く阻害した。以上の結果はgscとcerberusがXlim-1の直接の標的遺伝子であることが強く示唆している。またこれらの結果を元にオーガナイザーにおける転写因子間相互作用に関し議論する。