脊椎動物中枢神経系における前後軸・背腹軸の成立機構

脊椎动物中枢神经系统前后轴和背腹轴的建立机制

基本信息

批准号：
10220203
负责人：
弥益恭
金额：
$ 31.17万
依托单位：
Saitama University (2002-2003)The University of Tokyo (2001)National Institute of Genetics (1999-2000)Nagoya University (1998)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究者は、脊椎動物の中枢神経系が体軸に沿って領域化される機構を明らかにするため、ゼブラフィッシュを用いて以下の研究に取り組んだ。1.中脳後脳境界(MHB)と後脳前端領域の形成におけるgbx2ホメオボックス遺伝子の機能:MHB領域の決定に関わることが予想されるgbx2の機能を検討するため、まずゼブラフィッシュ胚でgbx2の強制発現あるいは機能阻害実験を行い、gbx2が前脳・中脳形成に抑制的であること、また峡部の形成と維持に密接に関わることを示した。ひき続き、MHBの位置情報を与える機構を解明するため、gbx2遺伝子周辺DNAの転写調節活性をEGFP遺伝子を用いたレポーター解析により検討し、後脳前端と間脳での発現には上流-7kbに存在する0.7kb領城で十分であることを見出した。2.fgf8遺伝子の転写制御機構:脊椎動物脳形成において、前脳及びMHBの形成に関わる分泌性因子Fgf8の領域特異的な発現の制御機構を知るため、ゼブラフィッシュfgf8遣伝子のプロモーター解析を進めた結果、上流4.5kb領域内には頭部表皮、下流+5.1kbには心臓、+9.7kbには終脳後方と後方神経管、+14.8kbには耳胞、+15.1kbにMHBでの発現を制御するゲノム領城を同定した。このように、fgf8の多様な発現と機能が、ゲノム中に存在する多重エンハンサーにより可能となっているという分子機構が見えてきている。3.脳の前後軸に沿った領域化に関わる突然変異体のスクリーニング:脳の領域化に関わる遺伝子群を明らかにするため、ゼブラフィッシュを用いたmutagenesisの準備を進めて来ており、パイロットスクリーンによりmutagenesisの条件を確立した。一方、様々な脳領域特異的にGFPを発現するゼブラフィッシュ系統を作製しており、今後、これらのGFP発現Tg fishを利用したmutagenesisを進めていく予定である。

本研究人员利用斑马鱼进行了以下研究，以阐明脊椎动物中枢神经系统沿体轴区域化的机制。 1. gbx2同源盒基因在中脑-后脑边界（MHB）和前后脑区域形成中的功能：为了检查gbx2的功能（预计其参与确定MHB区域），我们首先在斑马鱼中分离出gbx2我们进行了强制表达或功能抑制实验，结果表明 gbx2 抑制前脑和中脑形成，并与峡部的形成和维持密切相关。随后，为了阐明提供MHB位置信息的机制，我们通过使用EGFP基因的报告基因分析检查了gbx2基因周围的DNA的转录调控活性，我们发现现有的0.7kb城堡就足够了。 2. fgf8基因的转录控制机制：为了了解参与脊椎动物脑形成中前脑和MHB形成的分泌因子Fgf8的区域特异性控制机制，我们对斑马鱼fgf8进行了启动子分析基因。结果，上游 4.5kb 区域包含头部表皮，下游 +5.1kb 心脏，+9.7kb 后端脑和后神经管，+14.8kb 耳囊，+15.1kb MHB。控制表达的基因组区域。通过这种方式，基因组中存在的多个增强子使fgf8的多样化表达和功能成为可能的分子机制变得清晰。 3.沿大脑前后轴区域化相关突变体的筛选：为了明确与大脑区域化相关的基因组，我们正在准备利用斑马鱼进行诱变，并正在建立诱变条件。另一方面，我们已经创建了在各个大脑区域特异性表达 GFP 的斑马鱼品系，并且我们计划使用这些表达 GFP 的 Tg 鱼进行诱变。