平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 国立遺伝学研究所
 
2.研究領域 生命科学
 
3.研究分野 生命体の形成機構(生殖、発生など)
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96L00405
 
6.研究プロジェクト名 発生におけるパターン形成機構

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
林 茂生 ハヤシ シゲオ 系統生物研究センター 教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
多羽田 哲也 タバタ テツヤ 東京大学・分子細胞生物学研究所 教授
野地 澄晴 ノジ スミハレ 徳島大学・工学部・生物工学科 教授
広海 健 ヒロミ ヤスシ 国立遺伝学研究所・発生遺伝研究部門 教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
後藤 聡 ゴトウ サトシ 国立遺伝学研究所・系統生物研究センター 助手
岡部 正隆 オカベ マサタカ 国立遺伝学研究所・発生遺伝研究部門 助手
常泉 和秀 ツネイズミ カズヒデ 東京大学・分子細胞生物学研究所 助手

10.研究成果の概要

ショウジョウバエの翅と脚は胚発生中に共通の肢前駆細胞群から生み出されるがいかにして二つの細胞群に分化するかは不明であった。林らはDppとEGFRシグナル伝達系の活性化に注目すると肢前駆細胞群が背腹軸方向に非対称性を持っていることを見いだした。細胞はDppとEGFRシグナル強度を比較することにより脚になるか、翅になるかの決定を下しているらしい。多羽田らはリン酸化Madに特異的な抗体を用いることによってDppモルフォゲンの活性の分布をin vivoで視覚化した。この活性勾配はTkvの発現レベルによって調整を受けており、tkvの発現制御因子として新たな遺伝子master of thickveins (mtv)が同定された。広海らは「いかにして特定の感覚器官が体の特定の位置に形成されるのか?」という問題について2つのアプローチで取り組んだ。まず、ショウジョウバエの体節特異的な種々の感覚器官(複眼、耳、伸展受容器)の形成誘導には共通の時間的条件と位置的条件があることを示した。これは、高度に機能分化した感覚器官が、体節内の特定の位置に生じる単一の「原感覚器官」に由来することを示唆している。また、胚の末梢神経系の感覚器について、個々の感覚器の個性獲得に必要な遺伝子の発現調節機構を解析した。野地らはコオロギ(短胚、不完全変態)を選び、脚形成の研究を行なった。hh、wgの発現パターンはショウジョウバエの成虫原基とコオロギ胚の肢芽で基本的に同じであったが、dpp発現のパターンは異なることがわかった。また後脚のdppの発現パターンが、前脚、中脚の発現パターンと異なることがわかった。後脚の形態と前、中脚の形態は非常に異なることから、脚の形態多様性とdppの発現パターンに相関がある可能性が示唆された。

11.キーワード

(1)パターン形成、(2)脚、(3)翅
(4)モルフォゲン、(5)位置情報、(6)シグナル分子
(7)ショウジョウバエ、(8)コオロギ

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
Goto, S. Specification of the embryonic limb primordium by graded activity of Decapentaplegic. Development
雑誌名 発行年 ページ
Development 124 1997 125-132

著者名 論文標題
Yagi, Y. Role of the Drosophila EGF receptor in determination of the dorsoventral domains of escargot expression during primary neurogenesis
雑誌名 発行年 ページ
Genes to Cells 2 1997 41-53

著者名 論文標題
Goto, S. Cell migration within the embryonic limb primordium of Drosophila as revealed by a novel fluorescence method to visualize mRNA and protein.
雑誌名 発行年 ページ
Development Genes and Evolution 207 1997 194-198

著者名 論文標題
Yagi, Y. Interaction between Drosophila EGF receptor and vnd determines three dorsoventral domains of the neuroectoderm
雑誌名 発行年 ページ
Development 125 1998 3625-3633

著者名 論文標題
Kobayashi, M. DNA Supercoiling Factor Localizes to Puffs on Polytene Chromosomes in Drosophila melanogaster.
雑誌名 発行年 ページ
Mol. Cel. Biol. 18 1998 6737-6744

著者名 論文標題
Hayashi, S. Kinase-independent activity of Cdc2/Cyclin A prevents S phase in theDrosophila cell cycle
雑誌名 発行年 ページ
Genes to Cells 4 1999 111-122

著者名 論文標題
Goto, S. Proximal to distal cell communication in the Drosophila leg provides a basis for an intercalary mechanism of limb patterning
雑誌名 発行年 ページ
Development 126 1999 3407-3413

著者名 論文標題
Ikeya, T. Interplay of Notch and FGF signaling restricts cell fate and MARK activation in the Drosophila trachea
雑誌名 発行年 ページ
Development 126 1999 4455-4463

著者名 論文標題
Matakatsu, H. Repression of the wing vein development in Drosophila by the nuclear matrix protein Plexus
雑誌名 発行年 ページ
Development 126 1999 5207-5216

著者名 論文標題
Fuse, N. Snail-type zinc finger proteins prevent neurogenesis in Scutoid and transgenic animals of Drosophila
雑誌名 発行年 ページ
Development Genes and Evolution 209 1999 573-580

著者名 論文標題
Kubota, K. EGF receptor attenuated Dpp signaling and helps to distinguish the wing and leg cell fates in Drosophila
雑誌名 発行年 ページ
Development 127 2000 3769-3776

著者名 論文標題
Chihara, T. Control of tracheal tubulogenesis by Wingless signaling
雑誌名 発行年 ページ
Development 127 2000 4433-4442

著者名 論文標題
Butler, S. J. Klingon, a novel member of the Drosophila Immunoglobulin superfamily, is required for the development of the R7 neuron
雑誌名 発行年 ページ
Development 124 1997 781-792

著者名 論文標題
Ito, K. The Drosophila mushroom body is a quadruple structure of clonal units each of which contains almost identical set of neurons and glial cells
雑誌名 発行年 ページ
Development 124 1997 761-771

著者名 論文標題
Hacohen, N. sprouty encodes a novel antagonist of FGF signaling that patterns apical branching of the Drosophila airways
雑誌名 発行年 ページ
Cell 92 1998 253-263

著者名 論文標題
Kramer, S. Sprouty: a common antagonist of FGF and EGF signaling pathways in Drosophila
雑誌名 発行年 ページ
Development 126 1999 2515-2525

著者名 論文標題
Hiramoto, M. A Drosophila Netrin receptor, Frazzled, guides axons by controlling the distribution of Netrin
雑誌名 発行年 ページ
Nature 406 2000 886-889

著者名 論文標題
Okabe, M. Translational repression determines a neuronal potential in Drosophila asymmetric cell division
雑誌名 発行年 ページ
Nature   2001 In press

著者名 論文標題
Tsuneizumi, K. Daughters against dpp modulates dpp organizing activity in Drosophila wing development
雑誌名 発行年 ページ
Nature 389 1997 627-631

著者名 論文標題
Nakayama, T. Xenopus Smad8 acts downstream of BMP-4 to modulate its activity during vertebrate embryonic patterning
雑誌名 発行年 ページ
Development 125 1998 857-867

著者名 論文標題
Inoue, H. Interplay of signal mediators of decapentaplegic (Dpp): molecular characterization of mothers against dpp, Medea, and daughters against dpp
雑誌名 発行年 ページ
Mol Biol Cell 9 1998 2145-2156

著者名 論文標題
Minami, M. brinker is a target of Dpp in Drosophila that negatively regulates Dpp-dependent genes
雑誌名 発行年 ページ
Nature 398 1999 242-246

著者名 論文標題
Tanimoto, H. Hedgehog creates a gradient of Dpp activity in Drosophila wing imaginal discs
雑誌名 発行年 ページ
Mol. Cell 5 2000 59-71

著者名 論文標題
Funakoshi, Y. mtv shapes the activity gradient of the Dpp morphogen through regulation of thick veins
雑誌名 発行年 ページ
Development 128 2001 67-74

著者名 論文標題
Iida, K. Essential roles of the winged helix transcription factor MFH-1 in aortic arch patterning and skeletogenesis
雑誌名 発行年 ページ
Development 124 1997 4627-4638

著者名 論文標題
Nakamura, T. Induction of osteogenic differentiation by hedgehog proteins
雑誌名 発行年 ページ
Biochem. Biophys. Res. Commun. 237 1997 465-469

著者名 論文標題
Nohno, T. Differential expression of the two closely related LIM-class homeobox genes LH-2A and LH-2B during limb development
雑誌名 発行年 ページ
Biochem. Biophys. Res. Commun. 238 1997 506-511

著者名 論文標題
Ohuchi, H. The mesenchymal factor, FGF10, initiates and maintains the outgrowth of the chick limb bud through interaction with FGF8, an apical ectodermal factor
雑誌名 発行年 ページ
Development 124 1997 2235-2244

著者名 論文標題
Kinto, N. Fibroblasts expressing Sonic hedgehog induce osteoblast differentiation and ectopic bone formation
雑誌名 発行年 ページ
FEBS Lett. 404 1997 319-323

著者名 論文標題
Ohuchi, H. A chick wingless mutation causes abnormality in maintenance of Fgf8 expression in the wing apical ridge, resulting in loss of the dorsoventral boundary
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dev. 62 1997 3-13

著者名 論文標題
Tanaka, M. nduction of additional limb at the dorsal-ventral boundary of a chick embryo
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 182 1997 191-203

著者名 論文標題
Niwa, N. Corelation between Distal-less expression patterns and structures of of appendages in development of the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus
雑誌名 発行年 ページ
Zool. Sci. 14 1997 115-125

著者名 論文標題
Ohuchi, H. Correlation of wing-leg identity in ectopic FGF-induced chimeric limbs with differential expression of chick Tbx5 and Tbx4
雑誌名 発行年 ページ
Development 125 1998 51-60

著者名 論文標題
Narita, T. Sonic hedgehog expression in the developing chicken digestive organs is regulated by epithelial-mesenchymal interactions
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Growth Differ. 40 1998 67-74

著者名 論文標題
Enomoto-Iwamoto, M. Bone morphogenetic protein signaling is required for maintenance of differentiated phenotype, control of proliferation, and hypertrophy in chondrocytes
雑誌名 発行年 ページ
J. Cell Biol. 140 1998 409-418

著者名 論文標題
Meno, C. lefty-1 is required for left-right determination as a regulator of lefty-2 and nodal
雑誌名 発行年 ページ
Cell 94 1998 287-297

著者名 論文標題
Yoshioka, H. Pitx2, a bicoid-type homeobox gene, is involved in a lefty-signaling pathway in determination of left-right asymmetry
雑誌名 発行年 ページ
Cell 94 1998 299-305

著者名 論文標題
Kawakami, Y. Involvement of Wnt-5a in chondrogenic pattern formation in the chick limb bud
雑誌名 発行年 ページ
Develop. Growth Differ. 41 1999 29-40

著者名 論文標題
Funahashi, J. Role of Pax-5 in the regulation of a mid-hindbrain organizer's activity
雑誌名 発行年 ページ
Develop. Growth Differ. 41 1999 59-72

著者名 論文標題
Ohuchi, H. Identification of the chick rax/rx genes with overlapping expression pattern during early eye and brain development
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dev. 85 1999 193-195

著者名 論文標題
Ohuchi, H. FGF10 can induce Fgf8 expression concomitantly with Enl and R-fng expression in the chick limb ectoderm, independently of its dorsoventral specification
雑誌名 発行年 ページ
Develop. Growth Differ. 41 1999 665-673

著者名 論文標題
Lizarraga, G. FGFR2 signaling in normal and limbless chick limb buds
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Genet 25 1999 331-338

著者名 論文標題
Ishimaru, Y. Asymmetric expression of antivin/lefty1 in the early chick embryo
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dev. 90 2000 115-118

著者名 論文標題
Niwa, N. Correlation of diversity of leg morphology in gryllus bimaculatus (cricket) with divergence in dpp expression pattern leg development
雑誌名 発行年 ページ
Development 127 2000 4373-4381

著者名 論文標題
Enomoto-Iwamoto, M. Hedgehog proteins stimulate chondrogenic cell differentiation and cartilage formation
雑誌名 発行年 ページ
J. Bone Miner. Res. 15 2000 1659-1668

著者名 論文標題
Yasue, A. Cloning and expression of the chick p63 gene
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dev. 100 2001 105-108

著者名 論文標題
Ohyama, A. Differential expression of two BMP antagonists, gremlin and Follistatin, during development of the chick feather bud
雑誌名 発行年 ページ
Mech. Dev. 100 2001 331-333


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