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。

我们在基因组上搜索了斑马鱼蓝色型视觉物质基因（SWS2）的表达控制区域，该基因（SWS2）在视网膜长单锥（LSC）中被特异性表达。通过将它们连接到荧光蛋白绿色荧光蛋白（GFP）报告基因，并检查了阳性和阴性调节区域，从而将各种基因组的上游区域引入了受精卵中。首先，获得的结果表明，该基因的LSC特异性表达的调节区域存在于附近大约300 bp的上游区域内。在创建斑马鱼视觉物质基因上游的杂构建后，在LSC中诱导了表达，并同样执行了记者测定。从上面可以看出，在大约300 bp中有一个调节区域可用于LSC特异性表达。此外，在此过程中，建立了多个转基因烤（TGZF），其中使用GFP可视化表达基因的LSC。该TGZF对于研究视网膜或感光细胞的发展非常有用，并且已经向日本和国外的研究人员提供了合作研究。接下来，我们搜索一个调节区域，以抑制视网膜感光细胞以外的组织中基因的表达。结果，确定了上游区域89 bp，这对于视网膜短单锥以抑制表达是必不可少的。此外，鉴定了一个新型的顺式元件，该元件由抑制视网膜中抑制双极细胞的OTX结合序列和9 bp抑制大脑中的松果感受器细胞中的表达。

项目成果

Temporal and spatial changes in the expression pattern of multiple red and green subtype opsin genes during zebrafish development

• DOI: 10.1242/jeb.01532
• 发表时间: 2005-04-01
• 期刊: JOURNAL OF EXPERIMENTAL BIOLOGY
• 影响因子: 2.8
• 作者: Takechi, M;Kawamura, S
• 通讯作者: Kawamura, S