노랑초파리(Drosophila melanogaster)의 발생중 retinoid가 유전자 발현에 미치는 영향

Abstract

Retinoids는 vitamin A의 유도체로서, 발생과 재생을 유도하는 물질로 알려져 있다. Retinoic acid (RA)는 세포에서 생성되어 발생 중 배의 형태형성을 유도하는데, 이는 유전자의 발현을 조절함으로써 이루어지며 이러한 조절은 전사 단계와 전사후 단계에서 일어난다. 형태발생원에 의해 제공된 신호를 해석하는 데 관여하는 유전자가 아직 잘 밝혀지지는 않았지만, 초파리와 척추동물의 배에서 위치정보를 특정화하는 homeotic 유전자가 여기에 관여하리라고 추측되어지며, RA는 homeotic 유전자의 발현에 영향을 주는 것으로 알려졌다. 그러나 노랑 초파리의 발생 중 중요한 역할을 담당하는 여러 homeotic 유전자들의 발현에 retinoids가 어떤 영향을 주는지는 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구는 노랑 초파리의 알, 1령유충, 2령유충, 3령유충, 노란 번데기, 검은 번데기, 성체 시기에 homeobox를 가지고 있는 유전자들 (engrailed, even-skipped, fushi-tarazu, paired, zerknullt, MP4)과 oncogenes (c-myc, v-fos, v-raf)의 발현에 retinoid가 어떤 영향을 주는가를 Northern hybridization과 dot hybridization 방법으로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 초파리의 segmentation 유전자인 engrailed, even-skipped, paired는 발생 전반에 걸쳐 발현되며, retinoid에 의해 발현수준이 감소되었고 그 효과는 retinoid의 농도가 높아질 수록 크게 나타났다. 2. 초파리의 segmentation 유전자인 fushi-tarazu는 발생 초기에만 발현되며, retinoid에 의해 발현수준이 감소되었다. 3. 초파리의 zygotic 유전자인 zerknullt는 주로 발생 초기에 발현되며, 성체 시기에 retinoid에 의해 발현수준이 증가되었다. 4. 사람의 engrailed 유전자인 MP4는 발생 후기에 발현되며, 노란 번데기 시기에 발현수준이 가장 높고 retinoid처리에 의해 발현수준 감소되었다. 5. Oncogene인 c-myc과 v-raf는 발생 초기에 높은 수준으로 발현되며, retinoid 처리에 의해 발현수준이 감소되었다. 6. Onc＼gene인 v-fos는 초파리의 전체 발생단계 동안 발현되지 않았다.;Retinoids are a derivative of vitamin A inducing development and regulation. Retinoic acid (RA) is generated from cell and acts as a inducer of morphogenesis. RA regulates gene expression in transcription and posttranscriptional level. Although a gene related to interpretating signals produced by a morphogen has not been well known, it is supposed that homeobox gene specify the positional information in embryos of Drosophila and vertebrates and RA effects on the homeobox gene function. However, it is not known that the effects of retinoids of homeotic gene expression in Drosophila melanogaster development. This study is about how retinoid effects on the expression of the homeobox-contains genes (engrailed, even-skipped, frushi-tarazu, paired, zerknullt, MP4) and oncogenes (c-myc, v-fos, v-raf) during egg stage, 1st instar stage, 2nd instar stage, 3rd instar stage, yellow pupal stage, black pupal stage, and adult stage of Drosophila melanogaster by Northern and dot hybridization analyses. The results are follwed; 1. The expression levels of engrailed, even-skipped, frushi-tarazu, paired, Drosophila segmentation genes. are decreased by retinoid, and these effects are large as high as retinoid's concentration. 2. The expression levels of zerknullt, Drosophila zygotic gene, are increased by retinoid during adult stage. 3. The expression levels of MP4, human engrailed gene, are decreased by retinoid. 4. The expression levels of c-myc and v-raf, oncogenes, are decreased by retinoid. 5. The v-fos, oncogene, is not expressed in both control samples and retinoid-treated samples during all stages of Drosophila development.