色覚進化解明の試み:視細胞可視化ゼブラフィッシュによる視物質遺伝子発現制御の解析

尝试阐明色觉进化：感光细胞可视化斑马鱼视觉物质基因表达调控分析

• 批准号: 04J11736
• 负责人: 武智 正樹
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J11736/
• 关键词: 視物質; オプシン; ゼブラフィッシュ; 錐体; GFP; 発現制御; 松果体; 双極細胞; 重複遺伝子; 発現パターン

ゼブラフィッシュ青タイプ視物質遺伝子(SWS2)が網膜Long Single Cone(LSC)に特異的に発現する為のゲノム上における発現制御領域を探索した。様々な長さのゲノム上流領域を蛍光タンパク質であるgreen fluorescent protein(GFP)レポーターにつないで受精卵に導入し、正負の制御領域を検討した。まず当該遺伝子がLSC特異的に発現するための制御領域が近傍の上流領域約300bp内に存在することを示唆する結果を得た。この領域を他のゼブラフィッシュ視物質遺伝子の上流に組み込んだヘテロコンストラクトを作製して同様にレポーターアッセイを行ったこところLSCに発現を誘導することができた。以上のことから、この約300bp内にLSC特異的に発現するための制御領域が存在していることを明らかにした。また、さらにこの過程で当該遺伝子を発現するLSCをGFPにより可視化したトランスジェニックブラフィッシュ(TransGenic ZebraFish:TGZF)を複数樹立した。このTGZFは網膜あるいは視細胞の発生研究に非常に有用であるため、既に国内外の研究者に提供し、共同研究を開始している。次に、当該遺伝子が網膜視細胞以外の組織において発現が抑制されるための制御領域を探索した。この結果、網膜short single coneで発現が抑制されるために必要な上流領域89bpを同定した。さらに網膜の双極細胞の抑制に関わるOTX結合配列、および脳の松果体光受容細胞での発現を抑制するための9bpから成る新規シスエレメントをそれぞれ同定した。

我们在基因组上寻找斑马鱼蓝色型视觉材料基因（SWS2）的表达控制区域，以在视网膜长单锥体（LSC）中特异性表达。我们将不同长度的上游基因组区域与绿色荧光蛋白（GFP）报告基因连接起来，并将它们引入受精卵中以检查阳性和阴性调节区域。首先，我们获得的结果表明该基因的 LSC 特异性表达的控制区域存在于附近约 300 bp 的上游区域内。当我们创建一个异源构建体，其中该区域插入其他斑马鱼视觉物质基因的上游并以相同的方式进行报告基因检测时，我们能够在 LSC 中诱导表达。由上可知，在该约300bp内存在LSC特异性表达的控制区域。此外，在此过程中，我们建立了多种转基因斑马鱼（TGZF），其中表达该基因的 LSC 使用 GFP 进行可视化。由于该TGZF对于研究视网膜或感光细胞的发育非常有用，因此我们已经将其提供给国内外研究人员并开始联合研究。接下来，我们寻找在视网膜感光细胞以外的组织中该基因的表达被抑制的调节区域。结果，我们鉴定了抑制视网膜短单锥体表达所必需的 89bp 上游区域。此外，我们还鉴定了一个参与抑制视网膜双极细胞的 OTX 结合序列，以及一个由 9 bp 组成的新型顺式元件，可抑制大脑松果体感光细胞的表达。