脳構造形成機構に関わるCNR分子群の機能と系統進化におけるゲノム解析

参与大脑结构形成的 CNR 分子的功能和系统发育进化的基因组分析

基本信息

批准号：
14011252
负责人：
先崎浩次
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14011252/
关键词：
脳構造形成機構カドヘリン

项目摘要

CNR分子群は大脳皮質形成機構に関わるReelin分子の多重受容体として機能していることが示唆されており、CNR分子群の分子機能解析により大脳皮質層構造形成機構の一端が明らかにされることが期待される。本研究では、各脊椎動物種におけるCNR遺伝子のゲノム構造解析、発生生物学的解析を行い、脳の形成と進化に関するCNR分子機構の解明を目的とし解析を行った。各脊椎動物種におけるCNR遺伝子のゲノム構造解析においては、マウス、ヒトCNRにおいては既に報告されており、今回ゼブラフィッシュ、ニワトリ、ラットCNRゲノム構造の解析を行った。ニワトリおよびラットCNRゲノム構造はマウスとほぼ同一であるがアミノ酸配列の比較から種特異的なCNR分子構造の形成が示唆される。また、ゼブラフィッシュCNRゲノム構造はマウスおよびヒトのCNRゲノム構造と類似した構造であった。マウスでは14種類のCNR遣伝子可変領域がクラスターを形成して存在するが、ゼブラフィッシュでは13種類のCNR遺伝子可変領域が同様にクラスター構造を形成しており、また、細胞内領域はマウスやヒトのCNR遺伝子と同じく3つのエクソンに分かれて存在していた。しかし、マウスCNRゲノム領域は約225Kbであるのにたいして、ゼブラフィッシュCNRゲノム領域は約105Kbと短縮された構造であった。これは可変領域間のイントロンが短いことによる。マウスCNR遺伝子可変領域では、分子系統樹で大きく2つのクラスターに分かれている(mCNRv1〜mCNRv12グループとmCNRc1,mCNRc2グループ)が、ゼブラフィッシュでは、mCNRc1に相同な遺伝子配列は無く、mCNRc2に相同なzCNRcのみが存在していた。この違いはCNRcグループの分子機能を考える上で大変興味深い。また、mCNRsはReelinの多重受容体としてマウス大脳皮質層構造形成機構に関与していることが示唆されているが、ゼブラフィッシュCNRにおいては、mCNRで認められたReelin結合配列は認められなかった。さらに、CNR遺伝子はマウス、ヒトおよびゼブラフィッシュの各脊椎動物で類似したゲノム構造であったが、分子構造比較解析の結果、各脊椎動物のCNRは種特異的な遺伝子およびアミノ酸配列をしており、これらの結果から、系統進化の過程での脳構造の進化においてCNR遺伝子の種特異的分子進化が関与している可能性示唆が示唆される。また、各CNRの分子機能解析に用いる各CNR特異ウサギポリクローナル抗体およびマウス、ラットモノクローナル抗体作製に成功した。今後、作製された抗体を用い脳形成機構におけるCNR分子群の分子機能解析を行う。

已经提出，CNR分子组充当与脑皮质形成机制相关的reelin分子的多重受体，并且CNR分子组的分子功能分析表明，揭示了脑皮质结构形成机制的一端。预计。在这项研究中，进行了每种脊椎动物物种中CNR基因的基因组结构分析，并进行了生成的生物学分析，并进行了分析以阐明有关脑形成和进化的CNR分子机制。在每个脊椎动物物种中CNR基因的基因组结构分析中，已经报道了小鼠和人CNR，这次我们分析了斑马鱼，鸡肉和大鼠CNR基因组结构。鸡肉和大鼠CNR基因组结构几乎与小鼠相同，但是氨基酸序列的比较表明形成了特定的CNR分子结构。斑马鱼CNR基因组结构与小鼠和人CNR基因组结构相似。在小鼠中，通过形成簇形成14种CNR一次性区域，但是在斑马鱼中，13种类型的CNR基因可变区域形成簇结构，细胞内面积是小鼠和像人类的细胞区域CNR基因，分为三个exonson。然而，小鼠CNR基因组区域约为225kb，但斑马鱼CNR基因组区域降低至约105kb。这是由于可变区域之间的固有短路。在小鼠CNR基因可变区域中，分子系统树被分为两个大簇（MCNRV1 -MCNRV12和MCNRC1，MCNRC2组），但在斑马鱼中，MCNRC1没有基因序列，而ZCNRC仅在MCNRC中存在。考虑CNRC组的分子功能，这种差异非常有趣。建议MCNR参与小鼠脑皮质结构形成机制作为reelin的多重受体，但斑马鱼CNR不允许MCNR识别的reelin结合序列。此外，CNR基因与小鼠，人类和斑马鱼脊椎动物相似，但是由于分子结构比较分析，每个脊柱的CNR具有特异性基因和氨基酸序列。建议在系统性进化过程中CNR基因在大脑结构的演化中的分子进化。此外，成功产生了每种CNR特异性兔多克隆抗体，小鼠和大鼠单克隆抗体，用于每种CNR的分子功能分析。将来，CNR分子的CNR分子组的分子功能分析将使用制备的抗体在脑形成机理中进行。