動物の進化系統発生におけるZicファミリーの意義

Zic家族在动物进化系统发育中的意义

基本信息

批准号：
16027261
负责人：
有賀純
金额：
$ 3.84万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
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

项目摘要

Zicファミリーのzincフィンガータンパク質は、後口動物では神経・神経堤・脊索・筋・骨格系を形作る細胞の分化・増殖制御、神経軸索の走向制御、内蔵の左右軸の決定など、前口動物では分節構造の形成、外胚葉組織の細胞運命決定など、広範な発生過程に役割を持つことが知られている。Zicファミリー遺伝子による動物の発生制御についての理解を深めるために、系統比較ゲノム解析に着手した。これまでに、脊椎動物では、ヒト、マウス、ニワトリ、ツメガエルから、無脊椎動物では、棘皮動物、節足動物、環形動物、軟体動物、扁形動物、腔腸動物などのcDNA断片を単離することに成功した。多くのものについては全タンパク質コード領域を得て、発現ベクターを作製し、機能比較を進めた。さらに遺伝子構造の比較を行うため、各生物種よりBACないしfosmidクローンを単離し、脊索動物、棘皮動物、節足動物、環形動物、軟体動物、扁形動物、腔腸動物などのZic遺伝子の構造を決定した。その結果、Zicタンパク質中には動物門を越えて保存されたドメインがいくつか存在するが、特定の動物門にのみ存在するものもあることが明らかになった。また、エキソン-イントロン構造はZic遺伝子の進化過程における変遷を考える上で重要な手がかりとなった。同時にタンパク質非コード領域で保存されていると判断された領域についてはエンハンサーが存在する可能性を想定して、ニワトリの全胚培養・トランスジェニックツメガエルを用いた系統的なエンハンサー探索を行った。これらの解析を通して、Zicの構造機能解析・発現制御解析を進めるとともに、動物の進化・系統発生における意義について考察した。

在后口动物中，Zic家族的锌指蛋白在调节形成神经、神经嵴、脊索、肌肉和骨骼系统的细胞的分化和增殖、控制神经轴突的方向和确定神经、神经嵴、脊索、肌肉和骨骼系统中发挥作用。已知它在广泛的发育过程中发挥作用，包括外胚层组织中节段结构的形成和细胞命运的决定。为了加深对Zic家族基因控制动物发育的理解，我们进行了系统发育比较基因组分析。迄今为止，已经从人类、小鼠、鸡和爪蟾等脊椎动物以及棘皮动物、节肢动物、环节动物、软体动物、扁虫和腔肠动物等无脊椎动物中分离出cDNA片段。对于其中许多，我们获得了整个蛋白质编码区，创建了表达载体，并进行了功能比较。为了进一步比较基因结构，我们从各个物种中分离了BAC或fosmid克隆，并研究了脊索动物、棘皮动物、节肢动物、环节动物、软体动物、扁虫、腔肠动物等中Zic基因的结构。结果表明，Zic 蛋白中的某些结构域在动物门中是保守的，而其他结构域仅存在于特定动物门中。此外，外显子-内含子结构为考虑Zic基因的进化提供了重要线索。同时，我们利用全鸡胚培养物和转基因非洲爪蟾进行了系统的增强子搜索，假设增强子可能存在于被判断为蛋白质非编码区保守的区域中。通过这些分析，我们对 Zic 进行了结构功能和表达控制分析，并考虑了其在动物进化和系统发育中的意义。