脊椎骨進化に関わるゲノム上の遺伝子進化の解明

阐明与椎骨进化相关的基因组基因进化

基本信息

批准号：
13202027
负责人：
和田洋
金额：
$ 3.65万
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 (C)
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-13202027/
关键词：
脊椎骨ホヤ CBFA1 Pax1 9 Scleraxis Sox9 硬節鰓裂

项目摘要

脊椎動物を特徴づける脊椎骨の発生過程は、硬節の形成、この硬節から軟骨細胞に分化、この軟骨を鋳型として骨細胞が硬骨を形成する3つの過程に分けられ、Pax-1/9が硬節、scleraxisやSox9が軟骨細胞、CBFA1が骨細胞の分化にそれぞれ必須の役割を担っている。一方、脊椎動物に近縁なホヤやナメクジウオは脊椎骨をもたず、Pax1/9が鰓裂でのみ発現している。脊椎動物Pax1/9も鰓裂で発現していることから、Pax1/9は従来鰓裂でのみ機能していたが、脊椎動物で新たに硬節での機能を獲得したと考えられる。さらに、脊椎骨細胞の分化に関わるscleraxis、Sox9やCBFA1などの遺伝子が一つの転写制御システムに取り込まれ、脊椎骨という新たな組織が進化したと考えられる。まずPax1/9の硬節での発現の進化を新しいエンハンサーのゲノム上での分子進化と結びつけることを試みた。その結果、ホヤの鰓列での発現に必要なシスエレメントはPax1/9遺伝子の第一イントロンの中に存在することがわかった。これまでにそのエレメントを約500bpにマップしている。また、ナメクジウオのPax1/9の第一イントロンにも同様の活性があるかについて、イントロンをナメクジウオのものと置き換えて実験したが、活性を検出できなかった。ナメクジウオの鰓裂での発現に関わるエレメントは第一イントロン以外の領域にあるか、ナメクジウオのシスがホヤのトランス因子と相互作用できなかった可能性が考えられる。また、scleraxis、Sox9やCBFA1について、ホヤから相同遺伝子を単離した。現在、発現を解析中である。

表征脊椎动物的脊椎动物的发育过程可以分为三个过程，在这些过程中，硬性节点的形成，与这些硬细胞分为软骨细胞的分化，并使用该软骨作为模板形成骨骼。 PAX-1/9是硬性节点，硬化性和Sox9是软骨细胞，CBFA1在骨细胞的分化中起着至关重要的作用。另一方面，与脊椎动物密切相关的松鼠和sl虫没有椎骨，而Pax1/9仅在gill裂中表达。由于脊椎动物PAX1/9也在gill裂中表达，因此PAX1/9以前仅在Gill Clefts中起作用，因此人们认为它已经在脊椎动物的硬节点中获得了新功能。此外，与椎细胞分化有关的硬化，SOX9和CBFA1之类的基因已被掺入一个转录调节系统中，并且人们认为一种称为椎骨的新组织已经进化。首先，我们试图将PAX1/9硬性节点中表达的演变与新增强子的基因组上的分子进化联系起来。结果表明，在Pax1/9基因的第一个内含子中，存在于松鼠的Gill序列中表达所需的顺式元件。到目前为止，该元素已映射到约500bp。此外，我们尝试用Slugfish Pax1/9用Slugfish的内含子代替内含子，但无法检测到活性。 Slugfish的Gill裂口中所涉及的元素可能位于主要内含子以外的其他区域，或者Slugfish CIS无法与Slugfish的反式因子相互作用。此外，从喷粉中分离出用于硬化，Sox9和CBFA1的同源基因。目前正在分析该表达式。