Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

殻体形成 / 形態形成 / バイオミネラリゼーション / 軟体動物 / Lymnaea / 貝殻タンパク質 / Hox遺伝子 / 発生工学 / 貝殼タンパク質 / バイオシネラリゼーション / MSP-1 / 殻内タンパク質

Lymnaeaの発生遺伝学的解析の基礎的データを得るため,受精卵からの発生各ステージの固定標本を作成し,組織学的観察を行った.また,最初の殼(原殻)が形成される前後の幼生ステージ,および成体の外套膜,筋肉,中腸腺より抽出したmRNAからそれぞれcDNAライブラリーを作成した.殻体の基質タンパク質についてはSDS-PAGEによる解析を行い,3種類のタンパク質を分離した.外套膜の左右でサブトラクションクローニングを行った結果,外套膜の外側(左巻き個体の左側)に特異的に発現している2つの遺伝子断片(LM11,LM24)の単離に成功した.LM11は,P-typeのATPaseであり,Ca^<2+>の能動輸送への関与が示唆される.LM24は,Zn-fingerドメインを持つ転写因子である(Endo et al.,2002).また,これらの遺伝子の機能を逆遺伝学的に解析するため,Lymnaea受精卵へのマイクロインジェクションの基礎的実験も行った.現在,RNA干渉法による解析の準備を進めている.一方,ホタテガイで単離されたMSP-1の配列を基に,同一殻体内にカルサイトとアラゴナイトという2種類の炭酸カルシウム結晶多形を有するアコヤガイにおいて,同様の部分配列を持つタンパク質Aspeinを単離した.Aspeinは,60%がアスパラギン酸から成る特異な基質タンパク質で,カルサイト殻層での特異的な発現が確認された.これにより,生体鉱物における結晶多形制御のメカニズム(カルサイト-アラゴナイト問題)という長年来の難問の解決の糸口が得られた(投稿中).

殻体形成 / 軟体動物 / 硬組織 / 殻内タンパク質 / 形態形成 / バイオミネラリゼーション / 有機-無機相互作用 / 分子発生学 / 有機マトリックス / 結晶成長

本年度は,実験に共する巻貝類を選択するため,淡水生の複数種について予備的な飼育実験を行い,世代時間および初期発生における殻体成長の観察を行った.また軟体動物の殻体形成に大きく関与していると考えられる因子として,二枚貝類(ホタテガイ:Patinopectenyessoensis)の殻に含まれる主要な水溶性酸性タンパク質(MSP-1)の構造解析を行った.まず生化学的な方法により殻内の有機物を粗調整し,SDS-PAGEによって精製分離したタンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列をペプチドシーケンサーにより決定し,これをもとに当該タンパク質をコードする相補的DNAを増幅・クローン化し,塩基配列を決定することによりMSP-1の全アミノ酸一次配列を決定した.その結果,このタンパク質が主にアスパラギン酸,グリシン,セリンの組み合わせから成る3種類の領域が規則的に繰り返した特徴的な構造を持つことがわかった.さらに,MSP-1の機能上重要と思われるアスパラギン酸が多く含まれる酸性領域において,アスパラギン酸が従来の予測とは異なる並び方をしていることを発見した.また,ノザンブロットハイブリダイゼーションにより,当該タンパク質をコードするmRNAのサイズ,およびそれらが外套膜で発現していることを確認した.現在,MSP-1が軟体動物でどれだけ広く保存されているかについて,PCR法を用いて検討を進めている.

【研究分担者】
棚部一成	東京大学	大学院・理学系研究科	教授	(Kakenデータベース)
小暮敏博	東京大学	大学院・理学系研究科	助教授	(Kakenデータベース)
上島励	東京大学	大学院・理学系研究科	講師	(Kakenデータベース)
佐々木猛智	総合研究博物館	助手	(Kakenデータベース)