ショウジョウバエCPEBタンパク質ORB2は新規発現パターンを持ち、非対称細胞分裂と神経系機能にとって重要です

細胞質ポリデニル化元素結合（CPEB）タンパク質はmRNAを結合して、その局在化と翻訳を調節します。発見された最初のCPEBは生殖細胞系であるが、その後の研究は、CPEBが神経系を含む多くの体性組織でも機能することを示している。ショウジョウバエには2人のCPEBファミリーがいます。これらの1つであるORBは、発達中の卵と初期胚における極性軸の確立に重要な役割を果たしていますが、生殖細胞系以外では既知の体性機能や発現はありません。ここでは、他のショウジョウバエCPEB、ORB2を特徴付けます。ORBとは異なり、ORB2 mRNAとタンパク質は、多くの異なる体性組織の発達を通して見られます。母体起源のORB2 mRNAとタンパク質は初期胚で均一に分布していますが、このパターンは発達が進行するにつれて変化し、中骨形成により最高レベルがCNSおよびPNSで見られます。胚CNSでは、ORB2は細胞体に濃縮されているようで、ほとんど縦方向および交連れ軸索路には存在しません。対照的に、成体の脳では、タンパク質は軸索および樹状突起末端に見られます。RNAiノックダウンとORB2変異体対立遺伝子の両方で致死効果が観察され、生き残った成人は移動と行動の欠陥を示します。また、胚神経系と中胚葉の発生中に、幹細胞および前駆細胞の非対称分割におけるORB2機能も示しています。

Cytoplasmic polyadenylation element binding (CPEB) proteins bind mRNAs to regulate their localization and translation. While the first CPEBs discovered were germline specific, subsequent studies indicate that CPEBs also function in many somatic tissues including the nervous system. Drosophila has two CPEB family members. One of these, orb, plays a key role in the establishment of polarity axes in the developing egg and early embryo, but has no known somatic functions or expression outside of the germline. Here we characterize the other Drosophila CPEB, orb2. Unlike orb, orb2 mRNA and protein are found throughout development in many different somatic tissues. While orb2 mRNA and protein of maternal origin are distributed uniformly in early embryos, this pattern changes as development proceeds and by midembryogenesis the highest levels are found in the CNS and PNS. In the embryonic CNS, Orb2 appears to be concentrated in cell bodies and mostly absent from the longitudinal and commissural axon tracts. In contrast, in the adult brain, the protein is seen in axonal and dendritic terminals. Lethal effects are observed for both RNAi knockdowns and orb2 mutant alleles while surviving adults display locomotion and behavioral defects. We also show that orb2 funtions in asymmetric division of stem cells and precursor cells during the development of the embryonic nervous system and mesoderm.