Zebrafish as a Tool for Function Genomics

제브라피쉬를 이용한 새로운 유전자의 발굴 및 기능분석

The zebrafish(Danio rerio) is a pre-eminent vertebrate model system for clarification of the roles of specific genes and signaling pathways in development. We show examples of positional cloning in two developmental mutants in zebrafish. headless: The severe head defects in headless(hdl) mutants are due to a mutation in T-cell factor-3(Tcf3). Loss of Tcf3 function in the hdl mutant reveals that Hdl represses Wnt target genes. The results provide genetic evidence that a component of the Wnt signaling pathway is essential in vertebrate head formation and patterning. mind bomb: Reduced lateral inhibition in mind bomb(mib) mutants permits too many neural precursors to differentiate as neurons. Positional cloning of mib revealed that it is a gene in the Notch pathway that encodes a ubiquitin E3 ligase. Mib interacts with the intracellular domain of Delta to promote its internalization. The results suggest a model for Notch activation where the Delta-Notch interaction is followed by endocytosis of Delta and transendocytosis of the Notch extracellular domain by the signaling cell.

대량의 발생 유전학적 연구가 가능한 척추동물로서 최근 제브라피쉬가 새로운 동물모델로 급부상하고 있다 다양한 형태의 돌연변이들로부터 새로운 유전자들이 발굴되어지고 있으며, 인간 유전체의 기능 분석 수단으로 활용되어지고 있다. 신경계의 형성과 분화에 이상이 있는 hendless와 mind bomb이라는 두 가지 돌연변이주에서 positional cloning에 의한 원인 유전자의 발굴과 기능 분석의 예로써 현재 제브라피쉬의 연구 현황을 살펴보고자 한다. headless의 원인 유전자로 Tcf-3가 밝혀졌으며, 초기 발생단계에서 Wnt 신호전달이 두뇌의 형태형성과 영역 결정에서 핵심적 역할을 하고 있다는 사실이 밝혀졌다. mind bomb에서의 비정상적인 신경세포의 운명 결정은 lateral inhibition과 Notch 신호전달의 결함에 의한 것이고, 그 원인 유전자는 Notch ligand인 Delta에 결합하는 새로운 ubiquitin E3 ligase로 밝혀졌다. 이러한 돌연변이를 통한 연구는 현재 인간 질환모델의 개발이라는 방향으로 확대되고 있다.