ショウジョウバエ付属肢形成における遺伝子ネットワークの解析

果蝇附属物形成的基因网络分析

基本信息

批准号：
20016003
负责人：
小嶋徹也
金额：
$ 5.63万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20016003/
关键词：
昆虫発現制御発生・分化付属肢遺伝子ネットワーク

项目摘要

真核多細胞生物の発生過程において、モルフォゲンシグナルによって誘導された領域特異的転写因子の下流の遺伝子ネットワークに迫るために、ショウジョウバエ成虫肢形成過程で領域特異的に発現する約1000遺伝子について、RNAiによる機能破壊を行った。その過程で、細胞周期制御因子であるCdc25のホモログをコードするstring(stg)が、発生途上の肢原基の将来の先付節領域で、細胞周期とは無関係に恒常的に発現しており、stgの機能阻害により先付節構造が欠損することを見出した。このstgの発現は、先付節領域を決定する転写因子であるAristaless,Clawless,Lim1により正に制御され、先付節領域と隣り合う付節領域を決定する転写因子Barにより負に制御されており、領域特異的転写因子の下流でその発現が制御されていることが明らかになった。StgはCdc2を脱リン酸化することで活性化して細胞周期制御を行っているが、cdc2の機能阻害では、stgとは異なり、肢の付節領域が融合してしまう表現型を示した。この表現型は、同時にstgの活性を阻害することで抑制され、肢原基におけるモルフォゲンシグナルであるEGFRシグナルが働く時期に機能阻害を行った時にのみあらわれ、さらに、その時にEGFRシグナルが抑制されていることを示唆するデーターも得られた。以上のことから、肢形成過程においては、stgやcdc2は従来の細胞周期制御とは異なる関係で、EGFRシグナルを制御していることが示唆された。この結果は、細胞周期制御とモルフォゲンシグナルの制御には密接な関係があり、細胞周期制御因子は単に細胞周期の制御をするだけでなく、モルフォゲンシグナルを何らかの別のメカニズムにより制御しているという、発生生物学上新しい概念につながるものと思われる。

During the developmental process of eukaryotic multicellular organisms, in order to get closer to the downstream gene network of region-specific transcription factors induced by morphogen signals, approximately 1,000 genes that are specifically expressed in the Drosophila limb formation process were RNAi-induced functional disruption of approximately 1,000 genes that are expressed in a region-specific manner during the development of adult Drosophila.在此过程中，编码细胞周期调节剂Cdc25的同源物的字符串（STG）在肢体原始的未来延迟区域（独立于细胞周期）的组成型表达，并且发现抑制了在有缺陷的预节前结构中抑制STG结果的抑制。 STG的这种表达由决定前节点区域的转录因子，并由转录因子栏负面控制，从而确定了较低淋巴结区域的前节点区域，并且已揭示其表达受到特定于区域的转录因子的下游。 STG通过去磷酸化激活CDC2以调节细胞周期，但是在抑制CDC2的功能中，与STG不同，它表现出一种表型，其中肢体的结节区域被融合。通过同时抑制STG活性来抑制这种表型，并且仅在功能抑制时才出现，当EGFR信号（肢体原始中的形态学信号）处于活动状态时，并且还获得了数据以表明当时EGFR信号在当时被抑制。从上面，建议在肢体形成过程中，STG和CDC2在与常规细胞周期控制不同的关系中调节EGFR信号。该结果似乎导致了一种新的发育生物学概念，即细胞周期控制与形态信号调节之间存在密切的关系，并且细胞周期调节剂不仅控制细胞周期，而且还通过某些其他机制来调节形态学信号。