ホヤ初期胚細胞の運命決定に関与する遺伝子の機能解析

海鞘早期胚胎细胞命运决定基因的功能分析

基本信息

批准号：
16011243
负责人：
藤原滋樹
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kochi University
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ホヤの初期胚における細胞の運命決定のメカニズムを総合的に理解することを目的として以下の研究を行った。(1)京大・佐藤矩行教授,北大・安住薫博士と協力し,オリゴヌクレオチドマイクロアレイを用いて15の発生段階(2,4,8,16細胞期・・・)のカタユウレイボヤ初期胚における遺伝子発現を受精卵と比較解析した。2〜32細胞期に遺伝子の発現量が増減する遺伝子が数百同定された。従来の研究では,このような発生初期の胚における胚自身の遺伝子発現はあまり報告されていない。オリゴチップのデータにもとづいて,同じ時間的パターンで発現量の変動する遺伝子のクラスタリングも行った。今年度は16〜32細胞期で発現量が増加する遺伝子の中から50の遺伝子のin situハイブリダイゼーション解析を行い,ごく初期の胚において割球特異的に発現する遺伝子を多数確認した。(2)オリゴチップ解析で同定された遺伝子の中から,割球特異的に発現するZic遺伝子に着目し,レポーター遺伝子を作製して,その割球特異的な転写調節の仕組みを解析した。Zic遺伝子は32細胞期の8個の割球(筋肉,脊索,間充織,神経索の系統)で特異的に発現する。64細胞期にはそれらの細胞の娘細胞に加えて,新たに別の細胞での発現も始まる。のう胚期には中枢神経系の細胞での発現も見られる。この遺伝子の複雑な発現パターンを再現するのに十分な領域は転写開始点の上流わずか658bpであったが,予想に反して転写調節の仕組みは非常に複雑であり,割球ごとにまた発生段階ごとにそれぞれ異なっていることがわかった。この他,初期胚の表皮系統や中枢神経系で発現するRAR遺伝子のエンハンサー解析を行い,それぞれの系統における発現に必要な数百塩基対の領域を同定した。

本研究旨在全面了解早期海鞘胚胎细胞命运决定的机制。 (1) 与京都大学的Noriyuki Sato教授和北海道大学的Kaoru Azumi博士合作，使用寡核苷酸微阵列在15个发育阶段（2、4、8、16细胞阶段...）的早期Ciona胚胎中进行基因表达对受精卵和受精卵进行了对比分析。数百个基因被鉴定，其表达水平在 2 至 32 细胞阶段增加或减少。之前的研究并没有太多报道胚胎本身在发育早期阶段的基因表达。基于寡芯片数据，我们还对表达水平以相同时间模式波动的基因进行了聚类。今年，我们对50个在16-32细胞阶段表达水平增加的基因进行了原位杂交分析，并鉴定了许多在极早期胚胎的卵裂球中特异表达的基因。 (2)在寡芯片分析鉴定的基因中，我们重点关注以卵裂球特异性表达的Zic基因，构建了报告基因，并分析了其卵裂球特异性转录调控机制。 Zic 基因在 32 细胞阶段的八个卵裂球（肌肉、脊索、间充质和神经索谱系）中特异性表达。在 64 细胞阶段，除了这些细胞的子细胞外，其他细胞也开始表达。在囊肿阶段的中枢神经系统细胞中也观察到表达。足以重现该基因复杂表达模式的区域仅位于转录起始位点上游658 bp，但与预期相反，转录调控机制非常复杂，并且从卵裂球到发育阶段都有所不同。每一个都是不同的。此外，我们对早期胚胎表皮谱系和中枢神经系统中表达的RAR基因进行了增强子分析，并鉴定了每个谱系中表达所需的数百个碱基对的区域。