JP4382861B2 - 神経化誘導に関与する新規遺伝子、およびそのタンパク質、並びにその利用方法 - Google Patents
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Description
Harland, R.(2000). Neural induction, Curr. Opin. Genet. Dev. 10, pp357-62. Hogan, BL.(1996). Bone morphogenetic proteins: multifunctional regulators of vertebrate development. Genes Dev. 10, pp1580-94.
(a)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)配列番号1に示されるアミノ酸配列において、1またはそれ以上のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ神経化誘導因子としての活性を持つタンパク質。
アフリカツメガエルの胚の胞胚期から原腸胚期にかけての予定外胚葉組織(アニマル・キャップ)の多分化能を利用して、将来脳組織となる前方神経外胚葉から作製したcDNAライブラリーからアニマル・キャップを神経化する活性(神経化誘導活性)を有する因子を、発現クローニング法とシブ・セレクション法を用いて単離した。具体的には、アフリカツメガエルの体外受精と胚の培養は、Kay and Pengの方法(Xenopus Laevis: practical uses in cell and molecular biology, Methods in Cell Biology, Volume 36, Academic Press,1991)に従った。胚のステージは、Nieuwkoop and Faber(Normal table of Xenopus Laevis, Garland Publishing,1994)に基づいて決定した。前方神経外胚葉特異的cDNAライブラリーは、Shingaらの報告(Mech. Of Dev., Vol. 109, pp225-239, 2001)に基づいて、SuperScript Plasmid System for cDNA Synthesis and Plasmid Cloning(GibcoBRL)を用いて作製し、pCS105ベクター(カリフォルニア大学 Richard Harland博士からの供与)に導入した。シブ・セレクション法は、Lustigらの報告(Methods in Enzymology, Vol. 283, pp83-99, 1997)を参考にした。
次に、クローンA124の全長を含むcDNAを単離した。具体的には、クローンA124をプローブとしてアフリカツメガエルのステージ30期の頭部cDNAライブラリーを用いてスクリーニングし、得られたポジティブクローンのうち、インサートの最も長いクローンPC11の塩基配列を決定した。しかし、このクローンPC11も開始コドンを欠いていたので、5’-Full RACE Core Set(TAKARA)を用いて、開始コドンを含む上流領域を増幅し、この遺伝子の全長を決定した。その全構造を決定したところ、図3に示すように、781アミノ酸からなる分子量約88000のタンパク質をコードしていることがわかった。
XMAN1タンパク質のどの領域に神経化誘導活性があるのかを調べるために、図4に示すように、XMAN1タンパク質の欠失変異タンパク質ΔLEM、ΔTM1、ΔCT、CTをそれぞれ作製した。欠失変異タンパク質ΔLEM、ΔTM1、ΔCTとは、野生型XMAN1タンパク質WtからそれぞれLEMドメイン、TM1領域、C末端領域を欠失させた変異タンパク質であり、欠失変異タンパク質CTとは、C末端領域のみ残存させ、この領域以外を欠失させた変異タンパク質である。なお、Δ(デルタ)とは、欠失変異体を意味する記号である。
さらに、XMAN1タンパク質は骨形成因子BMPのシグナル伝達経路を阻害することにより、アニマル・キャップを神経化するのか否か検討した。BMPのシグナルは細胞表面のBMPI型受容体、BMPII型受容体の2種類の受容体と細胞内因子Smad(特にSmad1,4,5,8)とを介して核に伝えられた後、そこで標的因子の発現誘導、活性化を通して多様な生理作用を引き起こすと考えられている。これら、BMPシグナル伝達経路の直接的な標的因子として、アフリカツメガエルではXmsx-1、Xhox-3、Xvent-2等が知られている。
さらに、XMAN1がBMPの標的因子の発現誘導を転写レベルで抑制しているか否かをルシフェラーゼ・アッセイ法を用いて調べた。
Claims (6)
- 以下の(1)〜(2)の何れか1つのタンパク質。
(1)配列番号3に示されるアミノ酸配列の712番目から911番目のアミノ酸配列からなるタンパク質、ならびに、
(2)配列番号3に示されるアミノ酸配列の712番目から911番目のアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ神経化誘導活性を持つタンパク質。 - 請求項1に記載のタンパク質をコードする遺伝子。
- 配列番号4に示される塩基配列の2140番目から2742番目の塩基配列からなる遺伝子。
- 以下の(1)〜(4)に記載のタンパク質、および該タンパク質をコードする遺伝子からなる群より選択される、少なくとも一つの物質を含有する神経化誘導剤。
(1)配列番号3に示されるアミノ酸配列の712番目から911番目のアミノ酸配列からなるタンパク質、
(2)配列番号3に示されるアミノ酸配列の712番目から911番目のアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ神経化誘導活性を持つタンパク質、
(3)配列番号3に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、ならびに、
(4)配列番号3に示されるアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ神経化誘導活性を持つタンパク質。 - 以下の(1)〜(4)に記載のタンパク質、および該タンパク質をコードする遺伝子からなる群より選択される少なくとも一つの物質を用いて細胞又は組織の神経化を誘導する方法。
(1)配列番号3に示されるアミノ酸配列の712番目から911番目のアミノ酸配列からなるタンパク質、
(2)配列番号3に示されるアミノ酸配列の712番目から911番目のアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ神経化誘導活性を持つタンパク質、
(3)配列番号3に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、ならびに、
(4)配列番号3に示されるアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ神経化誘導活性を持つタンパク質。 - 以下の(1)〜(4)に記載のタンパク質、および該タンパク質をコードする遺伝子からなる群より選択される少なくとも一つの物質を含有する骨形成因子BMPシグナル伝達経路阻害剤。
(1)配列番号3に示されるアミノ酸配列の712番目から911番目のアミノ酸配列からなるタンパク質、
(2)配列番号3に示されるアミノ酸配列の712番目から911番目のアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ神経化誘導活性を持つタンパク質、
(3)配列番号3に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、ならびに、
(4)配列番号3に示されるアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ神経化誘導活性を持つタンパク質。
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