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皆川, 冬樹
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高桑, 健
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伊藤, 利之
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山本, 正和
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増永, 高晴
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Aslam, Abu F. M. ; Kiya, Taketoshi ; Mita, Kazuei ; Iwami, Masafumi
概要:
Insulin family peptide members play key roles in regulating growth, metabolism, and reproduction. Bombyxin is an insulin
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-related peptide of the silkmoth Bombyx mori. We analyzed the full genome of B. mori and identified five novel bombyxin families, V to Z. We characterized the genomic organization and chromosomal location of the novel bombyxin family genes. In contrast to previously identified bombyxin genes, bombyxin-V and -Z genes had intervening introns at almost the same positions as vertebrate insulin genes. We performed reverse transcription-polymerase chain reaction and in situ hybridization in different tissues and developmental stages to observe their temporal and spatial expression patterns. The newly identified bombyxin genes were expressed in diverse tissues: bombyxin-V, -W, and -Y mRNAs were expressed in the brain and bombyxin-X mRNA in fat bodies. Bombyxin-Y gene was expressed in both brain and ovary of larval stages. High level of bombyxin-Z gene expression in the follicular cells may suggest its function in reproduction. The presence of a short C-peptide domain and an extended A chain domain, and high expression of bombyxin-X gene in the fat body cells during non-feeding stages suggest its insulin-like growth factor-like function. These results suggest that the bombyxin genes originated from a common ancestral gene, similar to the vertebrate insulin gene, and evolved into a diverse gene family with multiple functions. © 2011 Zoological Society of Japan.
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久津見, 恭典
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岩見, 雅史 ; Iwami, masafumi
概要:
1.ボンビキシン遺伝子の脳神経細胞特異的転写エレメントの同定を行った。転写エレメントは、脳内のボンビキシン産生細胞(脳中央部に位置する左右4対、計8個の神経細胞)でのみ転写させうるもの(BOSE, BOmbyxin gene-Specifi
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c Elementと命名)、ボンビキシン産生細胞での転写量を増加させるものの2種を同定した。これら転写エレメントは、今後、遺伝子操作昆虫において特定細胞で遺伝子を発現させる武器となる。2.ボンビキシンAファミリー遺伝子はペアを構成する遺伝子のみが発現しておりトリプレットを構成する遺伝子は発現していない。このことは、プロモーター部位の遺伝子配列に加えて、遺伝子構成が転写に影響を及ぼしていると考えられる。実際、レポーター遺伝子を用いた実験では、ペア、トリプレットといった遺伝子構成が転写に影響を及ぼしていることが示された。遺伝子の向きと順番が遺伝子発現に重要であることが端的に示される実験系は本系以外になく、新たな転写調節機構を提示しうると考えられる。3.カイコバキュロウイルスを用いた遺伝子導入系の開発を行った(理化学研究所分子昆虫学研究室 本賢一特別研究員、松本正吾主任研究員との共同研究)。BmNPVを遺伝子導入用ウイルスとして、発現ドライバーとしてボンビキシン遺伝子プロモーター、前胸腺刺激ホルモン遺伝子プロモーター(脳背側側方部の2対4個の神経分泌細胞で発現)他を用いた。ボンビキシン遺伝子プロモーターおよび前胸腺刺激ホルモン遺伝子プロモーターをドライバーとした場合、100%近い導入効率で、それぞれの神経分泌細胞でのみ発現がみられた。本導入法により、これまで遺伝子発現や作用の解析を行いたくても困難であった昆虫での分子生物学的研究が大いに触発、促進され、昆虫の持つ多様な遺伝子資源の解明と、その利用が急速に進むはずである。<br />1. Bombyxin genes of the silkmoth Bombyx mori encode insulin-related peptides and are expressed in four pairs of the neurosecretory cells in pars intercerebralis of brain. We identified two transcription elements for the cell-specific expression of bombyxin F1 gene. One of the elements, BOSE, was essential for the cell-specific expression and localized in the region from -170 to -159 bp upstream of the translation start site of the F1 gene. The other element, activator element, was responsible for increasing the expression level and located in the region from -185 to -181 bp.2. The expression of bombyxin genes showed a gene-arrangement-dependent manner. The family A and C genes expressed are located exclusively in the gene pairs but not in the gene triplets. The family B genes belonging to the gene triplets are expressed. In the gene pairs, some family B genes are expressed, whereas the other family B genes are not expressed. By reporter gene analysis using various bombyxin gene promoters, we confirmed the gene-arrangement-dependent manner of the expression of the bombyxin family A and C genes. The expression manner of bombyxin genes are unique but the mechanisms of the expression remains to be elucidated.3. We examined the silkworm baculovirus expression vector system for the in vivo expression of the GFP gene under the control of several gene promoters, including the bombyxin promoter and the prothoracicotropic hormone (PTTH) gene promoter. Depending on the neurohormone gene promoters used, the GFP gene is correctly and specifically expressed in the neurosecretory cells of the brain. This result indicates that thesilkworm baculovirus expression vector system can serve as an efficient system permitting gene delivery into neural tissues in insects.<br />研究課題/領域番号:13660058, 研究期間(年度):2001-2002<br />出典：「ボンビキシンの遺伝子転写機構と生理機能」研究成果報告書 課題番号13660058 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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