切断されたコオロギの脚が再生するメカニズムを解明―岡山大・濱田良真氏ら

2015年9月26日 18:22

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コオロギの脚再生過程(上図左)、コントロールE(z)機能阻害個体の再生脚(上図右)。脚再生過程における脚パターン形成遺伝子のエピジェネティックな転写調節(下図)。(岡山大学の発表資料より)

コオロギの脚再生過程(上図左)、コントロールE(z)機能阻害個体の再生脚(上図右)。脚再生過程における脚パターン形成遺伝子のエピジェネティックな転写調節(下図)。(岡山大学の発表資料より)[写真拡大]

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 岡山大学の濱田良真大学院生・富岡憲治教授らの研究グループは、フタホシコオロギの切断された脚が元通りの形に再生できるのは、エピジェネティック因子(E(z)、Utx)が脚の形づくりに関わる遺伝子を調節することに起因することを解明した。

 エピジェネティック制御とは、DNAや、DNAを巻き付けているヒストンに対する化学修飾によって、遺伝子発現を制御するメカニズムである。フタホシコオロギの幼虫の脚を切断すると、脱皮を経て元の形に再生する。その再生芽の形成や再パターン形成にはエピジェネティック因子の働きが重要であると考えられているが、詳細については明らかになっていなかった。

 今回の研究では、再生芽で働いているエピジェネティック因子E(z)とUtxに着目し、E(z)の機能を低下させたコオロギの再生脚では余分な脚節が形成され、Utx阻害個体では一部の関節が形成されないことを明らかにした。

 また。機能阻害した再生脚で見られた異常から、E(z)とUtxがパターン形成遺伝子の働きを制御しているのではないかと推測し、E(z)阻害個体では脚節の形づくりに必要なdachshund(dac)遺伝子が働く領域が拡大し、Utx阻害個体では関節の形成に必要なEpidermal growth factor receptor(Egfr)の働きが一部で消失することを発見した。

 今後は、再生能の高い生物から「失われた組織を正確に修復する普遍的なメカニズム」を学び、iPS細胞などで臨床応用するための段階を登ることで、ヒトでの再生医療にも貢献することが期待されている。

 なお、この内容は「Development」に掲載された。論文タイトルは、「Leg regeneration is epigenetically regulated by histone H3K27 methylation in the cricket Gryllus bimaculatus」。

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