海産無脊椎動物の骨格形成における分子機構

海洋无脊椎动物骨骼形成的分子机制

基本信息

批准号：
02J07885
负责人：
遠藤博寿
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

海産無脊椎動物の骨格形成機構を調べる目的で、クルマエビ(Penaeus japonicus)の外骨格における石灰化の分子機構について研究を進めている。石灰化とは、生体内の硬組織における無機カルシウム結晶の沈着のことであり、骨格形成においては非常に重要な過程である。その分子機構の詳細は未だに不明な点が多いが、石灰化部位における無機カルシウム結晶形成にはカルシウム結合タンパク質の担う役割が大きいと考えられている。そこで現在は、甲殻類(クルマエビ)の外骨格の石灰化が起こる時期に特異的に発現する遺伝子の解析を行っている。甲殻類の外骨格の石灰化は、脱皮直後の限られた時期(脱皮後期)にのみに起こるため、この時期に特異的に発現する遺伝子のうちのいくつかが石灰化に関与していると考えられる。そこで、私は、まず脱皮後期に特異的に発現する遺伝子CCN(831残基のタンパク質(CCN)をコード)の配列を決定した。以下に示す遺伝子およびタンパク質の解析により、同タンパク質が石灰化を促進することが示唆された。1)免疫組織化学:免疫組織化学を用いてCCNの組織中における分布を調べた結果、外骨格中で強く石灰化されている領域に特異的に分布していることが明らかになった。2)発現時期の解析:RT-PCR法を用いて遺伝子CCNの発現時期を調べた結果、発現は外骨格の石灰化に先立って起こることが示された。3)CCNのCa^<2+>結合能および結晶形成能の解析:CCNは3か所のCa^<2+>結合サイトを有しており、そのうち2か所に炭酸カルシウムの結晶形成能が確認された。

为了研究海洋无脊椎动物的骨骼形成机制，我们正在进行日本黑虾（Penaeus japonicus）外骨骼钙化分子机制的研究。钙化是指无机钙晶体在生物体内硬组织中的沉积，是骨骼形成的一个非常重要的过程。尽管分子机制的许多细节仍不清楚，但钙结合蛋白被认为在钙化位点无机钙晶体的形成中发挥着重要作用。因此，我们目前正在分析甲壳类动物（克鲁玛虾）外骨骼钙化期间特异表达的基因。甲壳类动物外骨骼的钙化仅发生在蜕皮后的有限时期内（蜕皮后期），因此该时期特异表达的一些基因可能与钙化有关。因此，我首先确定了在蜕皮后期特异表达的基因CCN（编码831个残基的蛋白质（CCN））的序列。下面显示的基因和蛋白质的分析表明相同的蛋白质促进钙化。 1）免疫组织化学：通过免疫组织化学研究CCN在组织中的分布，结果发现它特异性分布在外骨骼的强钙化区域。 2)表达时间分析：利用RT-PCR研究了CCN基因的表达时间，结果表明表达发生在外骨骼钙化之前。 3)CCN的Ca ^ 2+ 结合能力和晶体形成能力分析：CCN具有三个Ca ^ 2+ 结合位点，其中两个具有形成碳酸钙晶体的能力。