Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

再生 / ゼブラフィッシュ / 発生遺伝学 / シグナル伝達 / 鰭 / msx / 再生芽 / 変異体 / 遺伝学 / 半数体

無脊椎動物では再生は普遍的な生存戦略であるが、脊椎動物においては魚類や有尾両生類以外では限られた再生能力しか持たない。これまでの再生研究は細胞の脱分化・再分化を伴ういわゆるエピモルフィック再生に主に注目されてきたが、細胞分化する前の幼若な時期でも修復が起こることから、再生には細胞分化が前提となる必然があるか疑問である。この疑問に明確に答えるため、第一にゼブラフィッシュの幼若なひれ原基の修復過程を引き続いて解析した。
受精2日後のゼブラフィッシュのひれ原基は上皮と間充織だけからなるシンプルな構造をもち、これらは切断後3日で完全なサイズを回復し正常な成長へと復帰する。この修復過程では、傷上皮と再生芽の形成を示唆するデータが得られていたが、さらに、傷害によって誘導される細胞分裂が失った部分の細胞を供給することがわかった。これらの再生芽と考えられる細胞は、ひれ部位の正常な成長に関わっている細胞分裂とは明らかに異なっていた。従って、未分化な細胞から成る幼若な組織においても成体と類似の機構によって再生が行われていること、それは正常な成長の繰り返しではないことが示された。また、成体の再生に関与することが示唆されているFGFシグナルが、幼生でも再生特異的に働いていることがわかった。以上から、再生では細胞の分化段階や発生ステージよりはむしろ細胞増殖の誘導調節シグナルが第一に重要な役割を果たしていると考えられる。
さらに、昨年度から進めてきた幼生再生の系を使った変異体スクリーニングは、それぞれの半数体での候補から2倍体個体の作製とスクリーニングを進めた。その結果、7系統について2倍体での表現型を観察でき、それぞれについて系統の確立と表現型の再現性確認を進めている。現在までに4つの系統についてメンデル遺伝に従った劣勢表現型が確認できている。

メダカ / Fgf / Wnt / 変異体 / 発生遺伝学 / 染色体歩行 / 体節 / 脊椎骨 / 突然変異体 / ゲノム / 器官形成

本研究では、体幹部の中胚葉組織の発生異常を示すメダカ変異体について、表現型の解析、原因遺伝子の同定を行った。また、初年度では、突然変異体を迅速に連鎖地図にマッピングするシステムも開発した。
1.変異体迅速マッピング法の開発:既存のESTマーカーから一定の基準を満たすものを選抜し,原因遺伝子の連鎖群特定を迅速に行うためのプライマーセット(M-marker)を構築した。これにより,ほとんどの変異体において一度の泳動操作のみで原因遺伝子の連鎖群を特定できるようになった(Kimura et al.,2004)
2.tacobo:詳細な表現型の解析の結果、tacoboはWntのPCP経路とWntのcanonical経路の両者に関与していることが判明した。従って、この変異はWntの2つの経路に共通する遺伝子に異常がある可能性が高い。すでに、positional cloningで1.2cMまで近づいているが、2つのwnt経路に関与する遺伝子(dshなど)のマッピングを優先して進めている。
3.toguro:高温において骨形成異常を示す、温度感受性変異体である。すでに、変異体領域をBACクローン3つまでに絞込み、これらのBACクローンの全塩基配列を決定済みである。この領域には10個程度の遺伝子が存在し、現在アンチセンス法などで絞り込みを急いでる。
4.headfish:発生の初期に尾芽形成異常を起こし、体幹部を欠損する変異体である。完全なpositional cloningの結果、この変異体の原因遺伝子はFGF receptor 1であることが判明した。この変異体ではヘパリン結合領域の保存されているアミノ酸一つが置換していた。この変異受容体の機能解析とFgfシグナルがどのように体幹部の形成に関与するかについて研究を進めている。
以上の様に、変異体から原因遺伝子を同定する技術的基盤が整い、短時間で原因遺伝子の同定が可能になりつつある。

【研究分担者】
川上厚志	東京大学	大学院・理学系研究科	助手	(Kakenデータベース)