誘導性 GAL4 を使用した条件付き組織特異的導入遺伝子発現システム

ショウジョウバエでは、空間的に制限された導入遺伝子発現を生成するために最も広く使用されているシステムは、酵母GAL4タンパク質とその標的上流の活性化配列（UAS）に基づいています。UAS-Transgene発現に対する時間的および空間制御を可能にするために、ショウジョウバエにおける条件付きRU486依存性GAL4タンパク質（GenesWitch）の使用を調査しました。胚性致死性異常視視遺伝子またはミオシン重鎖遺伝子のクローンプロモーターフラグメントを使用することにより、ニューロンまたは筋肉で特異的に遺伝子を発現し、標的組織内の転写活性が活性化因子RU486（マイフェプリストン）の存在に依存することを示しました。利用可能なUASレポーターラインを使用して、幼虫におけるRU486依存性組織特異的導入遺伝子発現を実証しました。レポータータンパク質発現は、給餌または「幼虫の入浴」のいずれかによってRU486の全身適用の5時間後に検出できます。導入遺伝子の発現レベルは、幼虫食品のRU486濃度に用量依存性であり、RU486の非存在下では背景発現が低くなりました。遺伝的に変化したイオンチャネルを記者として使用することにより、幼虫のボディウォール筋の生理学的特性をRU486依存的に変えることができました。ここでは、ショウジョウバエにおける条件付き組織特異的発現のための遺伝子スイッチの適用性を示し、胚後生物中の幼虫の神経筋接合部でのトランスゲンのシナプス前および後発現を制御するためのツールを提供します。

In Drosophila, the most widely used system for generating spatially restricted transgene expression is based on the yeast GAL4 protein and its target upstream activating sequence (UAS). To permit temporal as well as spatial control over UAS-transgene expression, we have explored the use of a conditional RU486-dependent GAL4 protein (GeneSwitch) in Drosophila. By using cloned promoter fragments of the embryonic lethal abnormal vision gene or the myosin heavy chain gene, we have expressed GeneSwitch specifically in neurons or muscles and show that its transcriptional activity within the target tissues depends on the presence of the activator RU486 (mifepristone). We used available UAS-reporter lines to demonstrate RU486-dependent tissue-specific transgene expression in larvae. Reporter protein expression could be detected 5 h after systemic application of RU486 by either feeding or "larval bathing." Transgene expression levels were dose-dependent on RU486 concentration in larval food, with low background expression in the absence of RU486. By using genetically altered ion channels as reporters, we were able to change the physiological properties of larval bodywall muscles in an RU486-dependent fashion. We demonstrate here the applicability of GeneSwitch for conditional tissue-specific expression in Drosophila, and we provide tools to control pre- and postsynaptic expression of transgenes at the larval neuromuscular junction during postembryonic life.