Dermal morphogenesis controls lateral line patterning during postembryonic development of teleost fish.
Hironori Wada, Alain Ghysen, Chie Satou, Shin-ichi Higashijima, Koichi Kawakami, Satoshi Hamaguchi, and Mitsuru Sakaizumi
Developmental Biology 340 ,583-594, 2010. doi:10.1016/j.ydbio.2010.02.017
神経系は、脳の領域や動物の種類によって、著しく異なったパターンを示します。私たちは、魚が水の流れを感じる側線神経系に着目し、神経回路が多様なパターンを形成する仕組みを調べました。側線神経は、体表面に分布する感覚受容体(感丘)を支配します。感丘でクラゲ蛍光タンパク質(GFP)を発現するゼブラフィッシュ・トランスジェニック系統を用い、その形成過程を解析しました。その結果、魚の成長過程で、感丘の一部の細胞が遊走し、分裂し、さらに凝集することによって、新しい感丘を形成することを示しました(図A)。次に、感丘は定期的に「出芽」を繰り返すことによって数を増し、側線神経軸索は枝分かれをして、新しく生まれた感丘を追って伸びることを示しました。また、鰓蓋の形成に異常を示す魚を調べた結果、感丘の位置(すなわち側線パターン)は、鰓蓋骨の位置によって決まることを示しました。このような表皮の下に形成される骨(皮骨)と側線パターンの相関は、鱗や尾鰭でも見られました(図B)。さらに、魚種による側線パターンの違いのいくつかは、その魚種に特徴的な皮骨形成によって説明できることを示しました。以上の結果は、側線パターンが、皮骨形成によって制御されていることを示すとともに、側線神経系が多様なパターンを生み出す仕組みの一端を示しています。
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(A) 鰓蓋における感丘の出芽の様子。感丘のすべての細胞でGFP(緑)を、有毛細胞(感覚受容細胞)でRFP(赤)を発現するトランスジェニック系統を用いた。 (B)体の各領域(鰓蓋・鱗・尾鰭)における側線パターン形成の模式図。それぞれの領域における感丘の出芽と定位は、隣接する皮骨の形態形成と強く相関する。
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