CNR分子群の脳構造形成機構における機能と系統進化

CNR分子在脑结构形成机制中的功能和系统发育进化

• 批准号: 13045054
• 负责人: 先崎 浩次
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 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-13045054/
• 关键词: ゼブラフィッシュ; カドヘリン; 脳の進化; ゲノム

ゼブラフィッシュBACライブラリーよりCNR遺伝子領域を含む3つのBACクローンを単離し、ショットガンシークエンス法により塩基配列を決定し、ゲノム構造解析をおこなった。その結果、ゼブラフィッシュCNRゲノムは既に明らかにされているマウスおよびヒトのCNRゲノム構造と類似した構造であった。マウスでは14種類のCNR遺伝子可変領域がクラスターを形成して存在するが、ゼブラフィッシュでは13種類のCNR遺伝子可変領域が同様にクラスター構造を形成しており、また、細胞内領域はマウスやヒトのCNR遺伝子と同じく3つのエクソンに分かれて存在していた。また、それぞれのCNR遺伝子可変領域はマウスとゼブラフィッシュで相同な関連性が認められた。しかし、マウスCNRゲノム領域は225Kbであるのにたいして、ゼブラフィッシュCNRゲノム領域は105Kbと短縮された構造であった。ゼブラフィッシュCNR遺伝子可変領域では、分子系統樹で大きく2つのクラスターに分かれている(mCNRv1-mCNRv12とmCNRc1,mCNRc2)が、ゼブラフィッシュでは、mCNRc1に相同な遺伝子配列は無く、mCNRc2に相同なzCNRcのみが存在していた。これらのCNRの分子機能的特異性と数の相違との関連性は大変興味深いものと考える。また、mCNRsはReelinの多重受容体としてマウス大脳皮質層構造形成機構に関与していることが示唆されているが、ゼブラフィッシュにおいては、mCNRでのReelin結合配列は認められなかった。さらに、CNR遺伝子はマウス、ヒトおよびゼブラフィッシュの各脊椎動物で類似したゲノム構造であったが、各脊椎動物のCNRは種特異的な遺伝子およびアミノ酸配列をしており、これらの結果から、系統進化の過程での脳構造の進化においてCNR遺伝子の種特異的分子進化が関与している可能性示唆が示唆される。

从斑马鱼BAC文库中分离出包含CNR基因区域的三个BAC克隆，通过shot弹枪测序确定核苷酸序列，并进行了基因组结构分析。结果表明，斑马鱼CNR基因组具有与先前揭示的小鼠和人CNR基因组结构相似的结构。在小鼠中，簇中存在14种类型的CNR基因变量区域，但是在斑马鱼中，13种类型的CNR基因变量区域形成类似形成的簇结构，并且在三个外显子中存在细胞内区域，就像小鼠和人类CNR基因一样。此外，相应的CNR基因变量区域与小鼠和斑马鱼是同源的。但是，尽管小鼠CNR基因组区域为225 kb，但斑马鱼CNR基因组区域的截短结构为105 kb。在斑马鱼CNR基因可变区域中，分子系统发育树分为两个大簇（MCNRV1-MCNRV12和MCNRC1，MCNRC2），但是在Zebrafish中，MCNRC1和仅有ZCNRC MCNRC 2的同源基因序列没有MCNRC1的同源基因。这些CNR的分子功能特异性与数量差异之间的关联非常重要。此外，已经建议MCNR参与小鼠皮层结构作为reelin的多个受体的形成，但是在斑马鱼中的MCNR中未观察到reelin结合序列。此外，尽管CNR基因在小鼠，人和斑马鱼脊椎动物中具有相似的基因组结构，但每种脊椎动物的CNR具有物种特异性基因和氨基酸序列，这些结果表明，CNR基因的物种特异性分子进化可能涉及化学过程中大脑结构的进化。