Sox遺伝子によるタイプ2コラーゲンの発現制御の進化と軟骨の進化

Sox基因调节2型胶原蛋白表达的进化和软骨的进化

基本信息

批准号：
16027226
负责人：
和田洋
金额：
$ 3.33万
依托单位：
University of Tsukuba
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 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16027226/
关键词：
脊椎動物軟骨進化 Sox9 ホヤドメイン構造 Col2a1 神経堤

项目摘要

軟骨の成分であるコラーゲンやアグレカンの軟骨での特異的な発現は転写因子Sox9によって制御されている。Sox9は、軟骨と同じく脊椎動物を特徴づける細胞である神経堤細胞の分化にも深く関わっている。脊椎動物のSox9にはDNA結合HMGドメインのほかに、N末にダイマー形成に必要なドメイン、C側にはP300/CREBという転写コファクターとの結合に関わるドメインも見られる。このような機能ドメインを獲得しながら、様々な局面でターゲットを変えていく能力を獲得していった可能性が考えられる。そこで、Sox9が神経堤細胞や軟骨の分化に関わる機能を獲得してきた分子進化的な背景を調べるために、ホヤのSox9が脊椎動物に導入したときに神経堤細胞や軟骨細胞を誘導することができるかどうかについて調べた。ホヤのSox9は変態中の肝膵臓原基で一過的な発現をするのみで、軟骨との関連の想像されるような発現は見られない。したがってSox9の神経堤細胞と軟骨細胞の分化に関する機能は、脊椎動物の祖先で獲得されたと考えられる。ところが、ホヤのSox9をニワトリ胚の神経板に強制発現させると、ニワトリSox9を導入したときと同様に、過剰なHNK1陽性の神経堤細胞が誘導されることがわかった。すなわちSox9の神経堤細胞分化に関する機能の進化に新しいタンパク質としての機能ドメインの進化は関わっていなかったと考えられる。また軟骨系細胞株ATDC1を用いて、ホヤのSox9がタイプ2コラーゲンの発現を活性化できるかを調べ、軟骨の分化に関する機能の進化に新しい機能ドメインの進化が関わったかどうかを検討した。その結果ホヤのSox9もタイプ2コラーゲンの発現を活性化できるという結果が得られた。この結果はホヤのSox9にも、上述の軟骨分化に関する機能にのみ必須と考えられているダイマー形成に必要なドメインが見られることと整合的である。

软骨成分胶原蛋白和聚集蛋白聚糖的特异性表达受转录因子 Sox9 调节。 Sox9还深入参与神经嵴细胞的分化，神经嵴细胞与软骨一样，是脊椎动物的特征细胞。除了 DNA 结合 HMG 结构域外，脊椎动物 Sox9 还包含 N 末端二聚体形成所需的结构域，以及 C 末端参与转录辅因子 P300/CREB 结合的结构域。有可能在获得这些功能领域的同时，他们获得了在各种情况下改变目标的能力。因此，为了探究Sox9获得神经嵴细胞和软骨分化相关功能的分子进化背景，我们发现当海鞘Sox9被引入脊椎动物中时，它诱导神经嵴细胞和软骨细胞是否可能。海鞘 Sox9 仅在变态过程中在肝胰原基中短暂表达，并且没有观察到预期与软骨相关的表达。因此，Sox9与神经嵴细胞和软骨细胞分化相关的功能被认为是在脊椎动物祖先中获得的。然而，当海鞘Sox9在鸡胚胎的神经板中强制表达时，发现诱导了过量的HNK1阳性神经嵴细胞，与引入鸡Sox9时类似。换句话说，与神经嵴细胞分化相关的Sox9功能的进化似乎与作为新蛋白质的功能域的进化无关。使用软骨细胞系 ATDC1，我们研究了 Ascidian Sox9 是否可以激活 2 型胶原表达，并研究新功能域的进化是否参与与软骨分化相关的功能的进化。结果表明，海鞘Sox9还可以激活2型胶原蛋白的表达。这一结果与海鞘Sox9也含有二聚体形成所需的结构域的事实相一致，该结构域被认为仅对于上述与软骨分化相关的功能是必需的。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The phylogenetic states of Paxillosida (Asteroidea) based on complete mitochondria) DNA sequences.

Paxillosida (Asteroidea) 的系统发育状态基于完整的线粒体 DNA 序列。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Molecular Phvlogenetics and Evolution 36
影响因子：
0
作者：
Mioko Matsubara;Mieko Komatsu;Takeshi Araki;Shuichi Asakawa;Shin-ichi Yokobori;Kimitsuna Watanabe;Hiroshi Wada
通讯作者：
Hiroshi Wada

Morphological diversity of larval skeletons in the sea urchin family Echinometridae (Echinoidea: Echinodermata).

海胆科棘皮动物（Echinoidea：Echinodermata）幼虫骨骼的形态多样性。