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発生:条件的GSK-3βマウスにおける口蓋裂と正中線異常の薬剤による救済

Nature 446, 7131 doi: 10.1038/nature05557

グリコーゲンシンターゼキナーゼ-3β(GSK-3β)は、発生、糖尿病、アルツハイマー病の進行など、さまざまな生物学的過程において重要な役割を果たしている。このようなことから、GSK-3βの機能の詳細な解明は、ヒトの生物学や臨床応用に対して幅広い影響を及ぼすだろう。GSK-3βは多くの異なる経路と相互作用するため、発生に特異的な機能はまだわかっていない。我々は遺伝学解析によって、GSK-3βが正中線の発生に必要であることを見いだした。ホモ接合ヌル・マウスは、口蓋裂、正中線での肋骨の不完全な融合、胸骨裂に加えて、胸骨の骨化遅延を示す。我々は薬剤で制御できるGSK-3β改変対立遺伝子を用いて、口蓋形成と骨形成のいくつかの時間的に異なる段階でGSK-3β活性が必要であることを明らかにした。ラパマイシン依存性GSK-3β改変遺伝子は、GSK-3βにFRB(FKBP/ラパマイシン結合)タグを融合させた急速に不安定化するキメラタンパク質を産生する。薬剤非存在下では、GSK-3βFRB★/FRB★変異体はGSK-3β-/-とまったく同じ表現型を示す。一方、薬剤存在下ではGSK-3βFRBは速やかに安定化され、タンパク質のレベルと活性が回復する。この系を用いることで、妊娠中の異なる2つの期間に内在性のGSK-3β活性によって変異体表現型が救済された。この技術は、発生中の特定時期におけるタンパク質機能を解析するための強力な手法となるだろう。

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