CDX
Cdx遺伝子ファミリーはcaudal遺伝子とも呼ばれ、多くの動物ゲノムに見られる遺伝子群です。Cdx遺伝子はホメオボックスDNA配列を含み、転写因子として機能するタンパク質をコードしています。この遺伝子ファミリーの名前の由来となった遺伝子（創始メンバー）は、ショウジョウバエ（Drosophila melanogaster ）のcaudal遺伝子またはcad遺伝子です。[1] [2]ヒトゲノムには、 CDX1、CDX2、CDX4と呼ばれる3つのCdx遺伝子があります。ゼブラフィッシュにはcdx2遺伝子はありませんが、 cdx1のコピーが2つとcdx4のコピーが1つあります。[3]線虫Caenorhabditis elegansのCdx遺伝子はpal-1と呼ばれています。[4]
Cdx遺伝子ファミリーは、初期中胚葉細胞の運命決定を制御することが示唆されています。この遺伝子の機能は、ゼブラフィッシュにおいて卵黄嚢の造血と心臓形成の両方に影響を与えることが分かっています。特にCdx2は、胚発生中の心臓と血液の発達を制御する特定の心臓性転写因子の正常な発現を担う遺伝子です。Cdxは中胚葉と連携して機能し、転写制御を通じて細胞の運命決定を指示することが示唆されています。これは、Cdx遺伝子がエピジェネティック制御を通じて標的遺伝子の発現に影響を与えることを示唆しています。[5]
Cdx遺伝子は、胚発生において多くの役割を果たします。特に、体幹形成の発達において顕著です。Cdx遺伝子は転写因子であり、発生中の胚における体幹形成において、Wntシグナル伝達、レチノイン酸、FGF（線維芽細胞増殖因子）などのシグナル伝達分子の影響を受けます。[6] Cdxの発現は、体幹の前後方向の確立を担うHox遺伝子ファミリーの制御を担っています。シグナル伝達分子の適時放出は、前後軸の形成を確立し、原始結節の退縮を促進します。Hox遺伝子は、頭部、脚部、腕部、胸部、腹部の適切な方向づけにも重要です。この情報は、体幹形成のためのHox遺伝子にCdx結合部位を介して直接伝達されます。これらの結合部位の変異は、最終的にHox遺伝子の発現を阻害し、領域特異的な発現制御を阻害することで、体幹の適切な確立に影響を与えることが示されています。[7]
マウスにおけるCdx投与量の減少を示す研究では、前軸および後軸の発達に欠陥が見られました。これは、Cdx投与量が減少するにつれて、後椎骨の欠陥がより重篤になることを示しました。これに加えて、Cdx投与量の減少に伴い、Wntシグナル伝達の変化とHox発現のタイミングが、後椎骨の神経学的および骨格的欠陥の両方を引き起こすことが明らかになっています。[8]
Cdx1、Cdx2、Cdx4 はそれぞれ個別の役割と重複する役割を持っており、1 つの遺伝子がノックアウトされても、他の遺伝子がある程度補って 1 つの遺伝子欠損を補うことができます。Cdx 遺伝子は腸の発達においてより個別に機能するため、1 つの遺伝子のノックアウトは胚の全体的な発達に大きな影響を及ぼします。Cdx1 遺伝子のノックアウトは裂け目のような後方構造をもたらし、より前方の肋骨の形態を発達させますが、腸の異常にはつながりません。ただし、Cdx2 遺伝子のノックアウトは同じ軸ホメオティック シフトをもたらし、Cdx1 遺伝子をノックアウトしますが、両方の対立遺伝子がノックアウトされている場合は栄養膜成熟と胚盤胞着床を妨げる可能性もあります。Cdx2 遺伝子のノックアウトはまた、癌細胞に関連する中腸の複数のポリープをもたらします。 Cdx4の腸管発達における機能は、自然変異が観察されておらず、ノックアウト実験も行われていないため、現在のところ不明である。[9]
参考文献
- ^ Mlodzik, Marek; Fjose, Anders; Gehring, Walter J. (1985). 「ショウジョウバエのホメオボックス含有遺伝子caudalの単離。母性発現し、その転写産物は前胚盤葉期に濃度勾配を形成する」The EMBO Journal . 4 (11): 2961–9 . doi :10.1002/j.1460-2075.1985.tb04030.x. PMC 554605. PMID 16453641 .
- ^ 「FlyBase cad 遺伝子」. 2012 年12 月 7 日に取得。
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