ホヤ胚の内胚葉分化と中胚葉誘導における分子機構の解明

阐明海鞘胚胎内胚层分化和中胚层诱导的分子机制

基本信息

批准号：
14704070
负责人：
佐藤ゆたか
金额：
$ 16.81万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14704070/
关键词：
Ciona savignyi Ciona intestinalis macol 転写因子 Twist-like1 Mesp 心臓間充織 Ciona savigny EST

项目摘要

転写因子が発生においてきわめて重要な働きを行うことは自明であるが、特定の動物で転写因子について網羅的かつ統合的な研究が行われている例はほとんど無い。ホヤは脊索動物でありながら脊椎動物よりもはるかに単純なゲノム構造を持ち、そのドラフト配列は決定されている。このことを利用して昨年度までにホヤのゲノムにコードされる転写因子遺伝子を網羅的に同定した。16年度はその情報をもとにそれらの遺伝子の胚発生における発現パターンをホールマントin situハイブリダイゼーション法によって可能な限り網羅的に明らかにした。それによれば、ホヤ胚ではほぼすべての割球の発生運命の決定が行われる110細胞期までに胚性の発現を開始する遺伝子は65個しかないことが明らかとなった。すなわち、この65個の転写因子遺伝子の昨日および相互の関係を明らかにしていくことによってホヤ胚における各割球の運命決定メカニズムの骨格を明らかにすることができることが明らかとなった。同時に、600あまりの転写因子遺伝子のcDNAクローンの塩基配列を決定し、オルターナティブスプライシングフォームを含めた遺伝子の一次構造を正確に同定した。こうした基礎的な情報に基づいて、筋肉細胞の発生運命決定にきわめて重要な働きをもつ転写因子であるCi-machol遺伝子について解析を進め、その下流で初期原腸期胚までに発現を始める転写因子遺伝子を網羅的に同定した。特に筋肉細胞は自律的に分化し細胞間相互作用を必要としないことが知られているので、下流遺伝子として同定された遺伝子が直接筋肉細胞における構造遺伝子の発現に関与している可能性もある。また、Ci-machol遺伝子の下流遺伝子であるCi-Tbx6bは筋肉細胞の分化に必須であることも明らかにし、筋肉細胞分化における遺伝子カスケードの大枠をとらえることに成功した。

尽管转录因子在发育中发挥着极其重要的作用是显而易见的，但对特定动物中转录因子进行全面综合研究的例子却很少。虽然海鞘是脊索动物，但它们的基因组结构比脊椎动物简单得多，而且它们的草图序列已经确定。利用这一事实，到去年我们已经全面鉴定了海鞘基因组中编码的转录因子基因。基于这些信息，我们在2016财年利用Holmant原位杂交方法尽可能全面地阐明了这些基因在胚胎发育过程中的表达模式。他们发现，在海鞘胚胎中，只有 65 个基因在 110 细胞阶段开始表达胚胎表达，此时几乎所有卵裂球的发育命运都已决定。换句话说，通过阐明这65个转录因子基因之间的关系，我们可以揭示海鞘胚胎中每个卵裂球命运决定机制的框架。同时，他们对600多个转录因子基因的cDNA克隆进行了测序，并准确鉴定了基因的一级结构，包括可变剪接形式。基于这些基本信息，我们将对 Ci-machol 基因进行分析，该基因是在决定肌肉细胞发育命运方面发挥极其重要作用的基因。特别是，已知肌肉细胞自主分化，不需要细胞间相互作用，因此被确定为下游基因的基因有可能直接参与肌肉细胞中结构基因的表达。我们还揭示了 Ci-machol 基因的下游基因 Ci-Tbx6b 对于肌肉细胞分化至关重要，并成功理解了肌肉细胞分化中基因级联的概要。