Dorsoventral patterning of the Drosophila ventral neuroectoderm by the CNS midiline cells and spitz/Egfr signaling genes : 초파리 중추신경 중앙선 세포와 spitz/Egfr 신호전달 유전자에 의한 초파리 중추신경의 형성
저자
발행사항
서울 : 建國大學校 大學院, 2000
학위논문사항
Thesis(master's)-- 建國大學校 大學院: 化學科 2001. 2
발행연도
2000
작성언어
영어
주제어
KDC
474.6042 판사항(4)
발행국(도시)
대한민국
형태사항
64p. ; 26cm .
일반주기명
References: p. 63-67
소장기관
초파리 배아의 중추 신경계는 복면신경 외배엽에서 분리되어 나오는 신경선구세포로부터 발생한다. 신경선구세포의 정체성은 각 세포에서 발현하는 고유인자와 세포 상호작용에 의해 확립된다. 세포 고유인자로써 homeobox 유전자, 즉, vnd, ind, msh가 신경형성 초기의 신경선구세포가 형성되기 이전에 등복면 방향의 3열로 발현하여 신경 형성 초기에 영역화에 의한 정체성을 부여한다고 알려져 있다. 또한 중앙선에서 복면 신경선구세포 운명 결정에 중요하다고 알려진 sim을 비롯한 EGFR 신호전달에 관여하는 유전자 network가 세포 상호작용에 의하여 신경외배엽 영역화에 의한 정체성 확립에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 그러나 이 두 요인-세포 고유인자와 세포 상호작용 사이의 상관관계와 신경 형성 초기에 이 두 요인들이 어떠한 역할을 하는지는 확실하게 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 stm을 비롯한 EGFR 신호전달 경로 유전자들의 결손 돌연변이와 우성 돌연변이를 이용하여, 중추신경 중앙선 세포와 EGFR 신호전달이 신경 형성 초기에 등복면 방향에서 정체성을 결정한다고 알려진 homeobox 유전자의 발현에 미치는 영향과, 전반적인 신경 형성 과정에 미치는 영향을 알아보았다. 실험 결과 중추신경 중앙선 세포가 등복면 축을 따른 복면신경외배엽의 정체성 결정에 EGFR 신호전달 경로에 의해 외부에서 위치 신호를 제공한다는 것을 알 수 있었다. 또한 중앙선 세포와 spitz/Egfr 신호전달 유전자는 복면 신경외배엽에서의 신경선구세포, 신경절 모세포 그리고 신경세포의 형성, 정체성 결정, 분열 그리고 분화에 필요 충분한 조건을 가지고 있음을 보였으며 이러한 과정은 spitz/Egfr 신호전달 경로가 Delta/Notch 신호전달 경로와 상반되는 작용을 하면서 이루어진다는 것을 알 수 있었다. 이러한 실험 결과는 초파리 중추신경 중앙선세포와 EGFR 신호전달 유전자가 신경형성에서 초파리 중추신경계의 등-복면축을 따른 형성에 중요한 인자라는 것을 보이고 있다.
The Drosophila CNS develops from medial, intermediate and lateral columns of the ventral neuroectodermal cells that are located in each side of the CNS midline cells along the dorsoventral axis. It is known that during the early neurogenesis activity of the vnd, ind and msh is intrinsically important for dorsoventral patterning of the ventral neuroectoderm (VNE), and CNS midline cells and Spitz/EGFR signaling pathway are also extrinsically required for proper patterning of the VNE. However, the relationship of these two intrinsic and extrinsic factors is not well established. The roles of CNS midline cells and spitz/Egfr signaling genes in patterning of the VNE were studied by using selected markers for neuroectoderm (NE), neuroblasts (NBs), neurons and axon pathways. It was shown that the CNS midline cells provide positional information by the EGFR signaling to subdivide the VNE into dorsoventral columns. Analysis of the MAPK activation pattern revealed that the CNS midline cells activate the EGFR signaling pathway and then activated Egfr mediates proper formation, identity determination and differentiation of NB along the dorsoventral axis. Overexpression of sim, spi and vn in the CNS midline cells and ectopic expression of sim in the ventral NE activate or repress the expression of different set of the neuroectodermal, NB and neuronal markers, depending on the developmental stage. This analysis indicates that the CNS midline cells are required and sufficient for proper formation and identity determination of the neighboring VNE. It is suggested that the CNS midline cells establish dorsoventral patterning of the VNE by promoting the segregation of NB from the VNE by activation of the EGFR signaling pathway against the antagonism by Delta/Notch signaling pathway. This study indicates that the CNS midline cells and spitz/Egfr signaling genes are essential for dorsoventral patterning of Drosophila CNS throughout the neurogenesis.
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