ゼブラフィッシュの挿入変異生成法による脊椎動物遺伝子の機能解析

使用斑马鱼插入诱变方法进行脊椎动物基因的功能分析

• 批准号: 12202014
• 负责人: 川上 浩一
• 金额: --
• 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 (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12202014/
• 关键词: ゼブラフィッシュ; 発生遺伝学; 分子生物学; トランスポゾン; 挿入変異; 色素パターン; 転移酵素; レトロフィルス

1、我々はメダカTol2トランスポゾンを用いた挿入変異生成法を開発するために、Tol2がゼブラフィッシュ生殖細胞において転移するか否かを明らかにする実験を行った。我々は、非自律型Tol2プラスミドDNAと試験管内で作成した転移酵素mRNAをゼブラフィッシュ受精卵に微量注入し、非自律型Tol2が転移反応によって始原生殖細胞の染色体に組み込まれ、次世代に伝えられることを示した。この成功により、Tol2を用いた遺伝子導入法、挿入変異生成法の確立への道が切り拓かれた。また、脊椎動物由来のDNA型トランスポゾンの転移酵素を初めて同定した。2、シュードタイプレトロウィルス挿入変異hagoromoは、ゼブラフィッシュ成魚の体表面のストライプパターン形成に異常を引き起こす。我々は、hagoromo変異の原因遺伝子の解析を行い、新規F-box/WD40リピート蛋白質をコードする遺伝子中へのプロウィルス挿入がhagoromo変異の原因であることを明らかにした。同じ頃、マウス指形成異常変異Dactylaplasiaの原因遺伝子がhagoromo遺伝子のorthologであることが明らかにされた。F-box/WD40リピート蛋白質は、ターゲット蛋白質をユビキチン化し蛋白質分解経路へ導くことが知られている。我々の結果は、新規F-box/WD40リピート蛋白質Hagoromoが関与する未知のターゲット分子のユビキチン化が、脊椎動物のパターン形成に重要であることを示している。さらに、ゼブラフィッシュストライプパターン形成と哺乳動物指パターン形成という一見無関係なパターン形成に共通の分子機構が存在する可能性を示唆している。

1. 为了开发利用青鳉 Tol2 转座子的插入诱变方法，我们进行了实验来阐明 Tol2 是否在斑马鱼生殖细胞中易位。我们将体外制备的非自主Tol2质粒DNA和转移酶mRNA显微注射到受精斑马鱼卵中，并证明非自主Tol2通过转移反应整合到原始生殖细胞的染色体中并传递给下一代。这一成功为利用 Tol2 建立基因导入和插入诱变方法铺平了道路。我们还首次鉴定了源自脊椎动物的 DNA 型转座子的转移酶。 2.假型逆转录病毒插入突变hagoromo导致成年斑马鱼体表条纹图案形成异常。我们分析了导致 hagoromo 突变的基因，发现原病毒插入编码新型 F-box/WD40 重复蛋白的基因是 hagoromo 突变的原因。大约在同一时间，人们发现导致小鼠手指发育不良突变 Dactylaplasia 的基因是 hagoromo 基因的直系同源基因。已知 F-box/WD40 重复蛋白可泛素化靶蛋白并将其引导至蛋白水解途径。我们的结果表明，涉及新型 F-box/WD40 重复蛋白 Hagoromo 的未知靶分子的泛素化对于脊椎动物模式的形成非常重要。此外，结果表明，斑马鱼条纹图案和哺乳动物手指图案看似无关的图案形成之间可能存在共同的分子机制。

项目成果

川上浩一: "ゼブラフィッシュにおけるインサーショナルミュータジェネジスとストライプパターン形成異常変異hagoromo"蛋白質核酸酵素. 45. 2810-2819 (2000)

Koichi Kawakami：“斑马鱼的插入突变和条纹图案形成异常 hagoromo”蛋白质核酸酶 45. 2810-2819 (2000)

Koichi Kawakami: "Proviral insertions in the zebrafish hagoromo gene, encoding an F-box/WD40-repeat protein, cause stripe pattem anomalies"Current Biology. 10. 463-466 (2000)

Koichi Kawakami：“斑马鱼 hagoromo 基因中的前病毒插入，编码 F-box/WD40 重复蛋白，导致条纹图案异常”《当代生物学》。

Koichi Kawakami: "Identification of a functional transposase of the Tol2 element, an Ac-like element from the Japanese medaka fish, and its transposition in the zebrafish germ lineage"Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 97. 11403-11408 (2

Koichi Kawakami：“Tol2 元件（一种来自日本青鳉鱼的 Ac 样元件）的功能性转座酶的鉴定及其在斑马鱼胚种谱系中的转座”美国国家科学院院刊。