胚誘導現象における、細胞外シグナルと細胞内因子の転写因子を介した統合メカニズム

转录因子介导的细胞外信号与细胞内因子在胚胎诱导现象中的整合机制

• 批准号: 03J03285
• 负责人: 松本 潤
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J03285/
• 关键词: 初期胚発生; プロモーター解析; FGFシグナル; Zic; ホヤ; Ets; 中胚葉パターンニング; Brachyury; プロモーター; ZIC; macho-1; 遺伝子導入; Ets転写因子

原索動物であるホヤ胚の発生において、細胞外のFGFシグナルと細胞内因子が誘導的細胞間相互作用を介した中胚葉のパターニングに関わっている。本研究ではこれらの因子がどのように分子的に相互作用して機能するのかを調べるために、ターゲット遺伝子の発現メカニズムについて解析している。まず、初期胚を用いたBrachyuryプロモーターのレポーター解析によって、FGFシグナルに応答する-598/-499領域と強いエンハンサー活性を持つ-398/-300領域を同定した。これらの領域に直接結合して働く転写因子をゲルシフトアッセイで調べたところ、-598/-499領域中にはFGFシグナルの下流転写因子Hr-Etsが結合する配列(EtsBS)が3箇所存在した。-398/-300領域には内在因子であるHr-ZicNが結合する配列(ZicBS)が1箇所存在した。これら、3箇所のEtsBSもしくはZicBSに変異を入れたコンストラクトはレポーターの発現が著しく減少したのでEtsBSやZicBSはHr-Braの発現開始に重票であることが示唆された。また、EtsBSやZicBSはそれぞれだけではエンハンサー活性を示さず、両結合サイトが存在するコンストラクトでのみFGFシグナル依存的で脊索特異的なレポーターの発現を示した。Hr-EtsとHr-ZicNがHr-Braプロモーター上で相互作用して働いていることが示された。これらのことは、細胞外と細胞内の情報が統合される場所はターゲット遺伝子のプロモーター上であることを意味している。また、様々なレポーター解析の結果から、EtsBSとZicBS以外にも転写活性化や抑制化に働いていることを示唆する領域も見つかっている。同様の解析から、macho-1とFGFシグナルの制御をうけるTbx-6のプロモーター上にもHr-Etsとmacho-1が直接結合する配列を見出した。

在原索动物海鞘胚胎的发育过程中，细胞外 FGF 信号和细胞内因子通过诱导细胞间相互作用参与中胚层模式形成。在本研究中，我们正在分析靶基因的表达机制，以研究这些因素如何在分子和功能上相互作用。首先，通过使用早期胚胎对 Brachyury 启动子进行记者分析，我们鉴定了响应 FGF 信号的 -598/-499 区域和具有强增强子活性的 -398/-300 区域。当我们通过凝胶迁移分析检测直接结合这些区域的转录因子时，我们发现-598/-499区域中有3个序列（EtsBS）与FGF信号的下游转录因子Hr-Ets结合。在-398/-300区域有一个序列(ZicBS)与内源因子Hr-ZicN结合。这些在 EtsBS 或 ZicBS 三个位置引入突变的构建体显着降低了报告基因表达，表明 EtsBS 和 ZicBS 对于 Hr-Bra 表达的启动至关重要。此外，EtsBS和ZicBS单独使用时不表现出增强子活性，并且只有包含两个结合位点的构建体才表现出FGF信号依赖性和脊索特异性报告基因表达。结果表明，Hr-Ets 和 Hr-ZicN 相互作用并作用于 Hr-Bra 启动子。这些事实意味着细胞外和细胞内信息整合的地方是在靶基因的启动子上。此外，根据各种报告基因分析的结果，发现EtsBS和ZicBS以外的区域表明它们在转录激活或抑制中发挥作用。类似的分析揭示了 Hr-Ets 和 macho-1 直接结合 Tbx-6 启动子的序列，该启动子受 macho-1 和 FGF 信号调节。