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発生:皮質脊髄系の発生と進化のcis調節性制御

Nature 486, 7401 doi: 10.1038/nature11094

6層の大脳新皮質とその皮質脊髄出力系の共出現は、哺乳類の進化的特徴の1つである。しかし、それらの発生と進化を引き起こす遺伝的プログラムについては、まだほとんどわかっていない。本研究で明らかにする進化的に保存された非エキソン配列(E4)は、近傍の遺伝子Fezf2(別名FezlおよびZfp312 )の大脳皮質特異的エンハンサーとして作用する。Fezf2は皮質脊髄ニューロンの独自性や接続性の指定に必要とされる。E4のトランス活性化において、SOX4とSOX11が抑制因子SOX5に対して機能的に競合していることがわかった。Sox4Sox11を皮質特異的に二重欠失させると、Fezf2の発現が消失し、皮質脊髄ニューロンの指定がうまくいかなくなり、またFezf2とは独立に、reelerに類似した層構造の反転が生じる。さらに、四肢動物の進化過程において機能を備えたSOX結合部位がE4内に出現し、その後、哺乳類で、そしておそらく羊膜動物でも、それが固定化されたことを示唆する証拠を示す。これらの結果は、Fezf2cis作用配列上にSOX転写因子群が集まり、皮質脊髄ニューロンの独自性と接続性を制御する調節ネットワークの重要な構成要素となることを示している。

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