研究内容

1.生殖細胞形成過程に働くRNAプログラム

小型淡水魚ゼブラフィッシュを用い、生殖細胞形成過程に働くRNAプログラムについて研究を進めています。
4細胞期胚の卵割面両端に局在化する母性mRNP（RNA-蛋白質複合体）が生殖細胞決定因子であることを示すと
ともに、mRNA局在化機構の解明に取り組んでいます。また、局在化できなかったmRNAは体細胞においてmicroRNA (miR-430) による翻訳抑制・分解促進制御を受けること、生殖細胞ではmiR-430機能をキャンセルする仕組みが働いていることを明らかにしました。生殖細胞と体細胞の分化確立機構を解明する重要な糸口になると考えています。

　
（1-1）発生遺伝学研究のモデル生物ゼブラフィッシュ

　　　
　　（1-2）miRNAによるnanos1の発現制御
nanos1 mRNAは体細胞でmiR-430による翻訳抑制・分解促進制御を受け、生殖細胞特異的に発現する。miRNAを欠損するdicer変異胚では発現抑制が起こらない。

2.選択的スプライシングによる時空間的な遺伝子発現制御機構

遺伝子中に含まれる介在配列イントロンは、スプライシングによって転写産物から除去されます。一遺伝子から複数種のmRNAを生成する選択的スプライシングは、蛋白質発現を多様化させるとともに、時空間的な制御システムとして発生分化・疾患などに重要な役割を果たしています。組織特異的なスプライシング制御因子の解析や、細胞環境に応答した制御機構の解析を通し、選択的スプライシング機構の解明を目指しています。

(2-1)ゼブラフィッシュ胚におけるスプライシング制御因子Fox-1の発現様式

＊赤矢頭：体節
　　＊黒矢頭：心臓原基
　＊白矢頭：鰭原基

3.microRNA機能の分子基盤とその調節機構

microRNAはmiRISCと呼ばれる大きな複合体に取り込まれ、標的mRNAの翻訳抑制や分解促進を行いますが、その具体的な分子メカニズムについては不明な点が多いのが現状です。miRISCの中核的因子について作用機序を解明するとともに、発生分化過程におけるmicroRNA機能の調節機構解明を目指しています。

4.真骨魚類のmicroRNAの発生過程における比較

メダカはゼブラフィッシュと同じ真骨魚類に属し、発生の速さ、胚が透明なことなど、発生学の実験動物としてゼブラフィッシュと共通する特徴を持っています。一方、メダカとゼブラフィッシュは２億年ほど前に分岐したとされ、ゲノムサイズや発生様式などに大きな違いが見られます。私たちはこの二つの魚種の機能性RNAを探索し、特に発生過程において重要な役割を果たすmicroRNAの配列や機能の実験的な比較を試みています。

5.脊椎動物の遺伝子制御機構の進化

脊椎動物は、無脊椎動物に比べて格段に複雑なからだを持っています。しかし近年、動物の初期発生や器官発生の多くの局面が、共通の遺伝子の働きに支えられていることが分かってきました。脊椎動物の進化において、これらの遺伝子の制御機構が変化することが形態や発生過程の複雑化をもたらしたと考えられます。microRNAをはじめとする機能性RNAの配列と機能を、脊椎動物のさまざまな系統間で比較し、形態や発生機構の多様化をもたらした分子機構に迫ることを目標とします。

A:ヤツメウナギは、脊椎動物の進化の最も初期に分岐した円口類に属し、顎を持たない。
B, C:ヤツメウナギ胚での筋肉アクチン遺伝子の発現。骨格筋と心筋で発現