神経冠進化の分子メカニズムの解明

阐明神经嵴进化的分子机制

基本信息

批准号：
13045020
负责人：
和田洋
金额：
$ 1.79万
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 (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13045020/
关键词：
神経冠ナメクジウオホヤニワトリ Hox AP-2

项目摘要

神経冠の進化は、全く新しい細胞タイプが生み出されたのではなく、起源細胞が移動能や前後軸に沿った位置価といった性質を新たに獲得したことで奉らると考えられる。まず、前後軸に沿った位置価の獲得がどのような分子的な背景を伴って進化してきたかについて調べた。これまでにナメクジウオのHoxlの3'側に、脊椎動物に導入するとレチノイン酸に応答し、神経管及び神経冠での発現を活性化するエンハンサーを見いだしている。その活性を、短く特定し、そのエンハンサー活性に関わっているトランスの因子を明らかにしようとした。ナメクジウオHox1の発現に関わっていると考えられる3'側約2.7kbのゲノムDNAを、まず制限酵素サイトを用いて大きく3つの領域に分けて、それぞれの神経管及び神経冠での発現に関する活性について調べた。3'側約1kbには複数個のレチノイン酸レセプターの結合コンセンサス配列、AP-2結合コンセンサス配列を含み、この領域に神経管と神経冠での発現を活性化するエレメントが存在していることがわかった。また、マウスではHoxa2の神経管での発現にAP-2が関与していることが知られている。このAP-2のホヤでの発現を調べたところ、ユウレイボヤCiona intestinalisとマボヤHalocynthia roretxiのいずれの種でもその発現は主に表皮で観察された。マボヤのHox1は表皮において明確な前後軸に沿った境界を持つ発現を示す。また、ナメクジウオのHox1についても同様の発現が表皮で見られる。上記のナメクジウオ由来のエレメントのAP-2結合コンセンサス配列の神経冠細胞の発現との関与が示されたとすると、ナメクジウオやホヤにおいてHox1の表皮での発現に関わっていたAP-2が脊椎動物で神経管での限局した発現をするようになり、Hox遺伝子の神経冠での発現が進化したと推測することができる。

神经嵴的进化被认为是由于原始细胞获得了新的特性，例如运动能力和沿前后轴的位置值，而不是创造了全新的细胞类型。首先，我们研究了沿前后轴位置值的获取演变的分子背景。到目前为止，我们在文昌鱼Hoxl的3'侧发现了一个增强子，当将其引入脊椎动物时，它会对视黄酸做出反应并激活其在神经管和神经嵴中的表达。我们试图简要鉴定其活性并阐明其增强子活性所涉及的反式因子。 3'侧约2.7kb的基因组DNA被认为与文昌鱼Hox1的表达有关，首先使用限制酶位点将其分为三个区域，并研究与文昌鱼的神经管和神经嵴中的表达相关的活性。我对每个地区进行了调查。 3'侧约1kb包含多个视黄酸受体结合共有序列和AP-2结合共有序列，据信激活神经管和神经嵴中表达的元件存在于该区域。此外，已知 AP-2 参与小鼠神经管中 Hoxa2 的表达。当我们研究AP-2在海鞘中的表达时，我们发现其表达主要在海鞘和海鞘的表皮中观察到。 Maboya 的 Hox1 在表皮中表达，沿前后轴有清晰的边界。在文昌鱼的表皮中也观察到了类似的 Hox1 表达。如果上述文昌鱼来源元件的AP-2结合共有序列被证明参与神经嵴细胞的表达，则AP-2参与文昌鱼和海鞘表皮中Hox1的表达，也可能存在于脊椎动物的神经嵴细胞中。可以推断，神经嵴中的Hox基因的表达已经进化，因为该表达位于束中。