体節中胚葉の増殖と初期分化

体节中胚层的增殖和早期分化

基本信息

批准号：
12145201
负责人：
高田慎治
金额：
$ 37.25万
依托单位：
National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities (2004)Okazaki National Research Institutes (2002-2003)Kyoto University (2000-2001)
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では体節の形成と維持の機構を解明することを目的として、そこに関与する遺伝子の探索と機能解析を2つのアプローチにより行ってきた。その一つはゼブラフィッシュの体節前駆細胞に特異的に発現する遺伝子の探索とその機能解析である。我々はこれまでにin situhybridizationにより、ゼブラフィッシュの体節前駆細胞に特異的に発現する遺伝子を数多く同定してきたが、今年度の研究から、その一つであるher13.2遺伝子は体節の周期性の確立に重要な働きをすることが示された。体節の周期性の確立には分節時計と呼ばれるNotchシグナル伝達系と転写因子Hairy(her)から形成される負のフィードバックループが中心的な役割を果たしており、その維持はFgfやWntなどの分泌性シグナルにより行われている。her13.2遺伝子は体節前駆細胞においてFGFシグナルにより発現が誘導され、しかもその機能阻害実験から分節時計の形成に必須であることが明らかになった。さらに、分節時計の心臓部であるHer1タンパク質と結合し分節時計を協調的に制御することが示された。以上の結果から、FGFシグナルによる分節時計の維持のしくみを理解する上で鍵となる分子の実体とその機能が明らかになった。一方、この研究と平行して、我々は体節の形成に異常をきたす突然変異体を複数系統樹立してきた。我々はそのような突然変異体の中に頭部側数体節の体節境界の維持に異常を呈するものがあることを見い出し、その原因遺伝子の同定を行った結果、IntegrinとFibronectinが体節境界の維持に必要であることを明らかにした。さらに、体節境界に面した細胞の上皮化がその維持には深く関わっていた。以上の結果から、体節の周期性が確立された後に、形態的に明瞭な境界が形成されるプロセスが明らかになった。

在本研究中，为了阐明体节形成和维持的机制，我们使用两种方法来寻找相关基因并分析其功能。其中之一是寻找在斑马鱼体节祖细胞中特异性表达的基因及其功能分析。通过原位杂交，我们目前已经鉴定出多个在斑马鱼体节祖细胞中特异表达的基因，而今年的研究揭示了其中之一，her13.2基因，已被证明发挥着重要作用在建立性行为时。由称为节段时钟的Notch信号转导系统和转录因子Hairy（her）形成的负反馈环在体节周期性的建立中发挥着核心作用，其维持依赖于FGF和Wnt的分泌来完成。通过性信号。 her13.2基因的表达是由体节祖细胞中的FGF信号诱导的，此外，抑制其功能的实验表明，它对于节段时钟的形成至关重要。此外，研究表明它与节段时钟的核心 Her1 蛋白结合，并协调控制节段时钟。上述结果揭示了对于理解 FGF 信号如何维持节段时钟至关重要的分子实体和功能。另一方面，与这项研究并行，我们建立了几种在体节形成方面表现出异常的突变株系。我们发现其中一些突变体在维持几个颅体体节中的体节边界方面表现出异常，并且作为识别致病基因的结果，我们发现整合素和纤连蛋白已经清楚地表明这对于维持边界是必要的。此外，面向体节边界的细胞的上皮化与体节的维持密切相关。这些结果揭示了体节周期性建立后形态清晰的边界形成的过程。