神経細胞のSingle-cell patterningを制御する遺伝子の探索

寻找控制神经元单细胞模式的基因

• 批准号: 12202022
• 负责人: 上村 匡
• 金额: --
• 依托单位: Kyoto University
• 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-12202022/
• 关键词: 樹状突起; 神経突起; Flamingo; 軸索; ショウジョウバエ; パターン形成

生体内での神経細胞の極性の誕生や、樹状突起の伸長・分岐形成の機構をin vivoで研究するモデル系として、ショウジョウバエ胚のmultiple dendrite neuron (md neuron)に着目した。md neuronは、複雑に分岐する樹状突起を細胞体あたり複数本発達させる。我々が同定した7回膜貫通型カドヘリンFlamingo(Fmi)は、md neuronの樹状突起の伸長調節において重要な働きをする。Fmiの神経系内での発現を調べると、md neuronで強く、分岐しない短い樹状突起を1本だけ発達させる神経細胞では弱い傾向がある。そこで、md neuronに比較的限局して発現する他の遺伝子を分離すれば、その中に樹状突起のパターン形成に関わる新しい遺伝子が同定できるのではないかと予想した。遣伝子探索の方法として、エンハンサートラップ法を採用した。約4,500株のトラップ系統を探索し、現在までに20以上の候補遺伝子を同定した。それぞれの遺伝子が期待する機能を担っているかどうかを、以下の方針に基づき検証中である。1)すでに突然変異が分離されている遺伝子については、緑色蛍光タンパク質をマーカーとするtransgeneと組み合わせ、md neuronの突起パターンを調べる。2)ホモ接合体が致死となるトラップ系統については、ホモ接合体内でのmd neuronの突起パターンを調べる。この手法により、樹状突起の伸長を負に制御する遺伝子が分離できた。この遺伝子はZinc++フィンガーモチーフを持つタンパク質をコードしていた。3)ヌル変異が分離されていなかったり、全くの新規の遺伝子については、2本鎖RNA干渉(Double-stranded RNA interference,RNAi)による遺伝子ノックアウトを計画しており、その手法の導入のための実験を進めている。

我们以果蝇胚胎多树突神经元（MD神经元）为模型系统，研究体内神经元极性的诞生以及树突伸长和分支形成的机制。 MD神经元每个细胞体发育多个复杂的分支树突。我们鉴定出的七次跨膜钙粘蛋白 Flamingo (Fmi) 在调节 MD 神经元树突的伸长中发挥着重要作用。当检查神经系统中 Fmi 的表达时，它似乎在 md 神经元中较强，而在仅发育一个短的、无分支树突的神经元中较弱。因此，我们期望通过分离在 md 神经元中相对局部表达的其他基因，我们也许能够识别参与树突模式形成的新基因。采用增强子捕获法作为基因搜索方法。迄今为止，我们已经搜索了大约 4,500 个诱捕菌株，并鉴定了 20 多个候选基因。我们目前正在根据以下策略验证每个基因是否发挥预期功能。 1）对于已经分离出突变的基因，我们将它们与使用绿色荧光蛋白作为标记的转基因结合起来，以检查MD神经元的突出模式。 2) 对于纯合子致命的陷阱菌株，检查纯合子内 md 神经元的突出模式。使用这种方法，他们能够分离出负向调节树突伸长的基因。该基因编码具有锌++指基序的蛋白质。 3）对于尚未分离出无效突变的基因或全新的基因，我们计划使用双链RNA干扰（RNAi）进行基因敲除，并且我们正在进行实验以介绍该方法。

项目成果

碓井理夫,上村匡: "平面内細胞極性形成の分子機構Molecular Mechanism of planar Cell Polarity Formation."細胞工学. 19. 1627-1633 (2000)

Rio Usui，Tadashi Uemura：“平面细胞极性形成的分子机制。”细胞工程。19。1627-1633（2000）