コラーゲン結合熱ショックタンパク質（HSP47）とゼブラフィッシュ胚の発達におけるII型コラーゲンをコードする遺伝子の発現

Hsp47は、コラーゲン分泌細胞の小胞体（ER）の新たに合成するプロコラゲン鎖と相互作用する熱ショックタンパク質であり、コラーゲントリプルヘリックスアセンブリとその後のシスゴルジへの輸送を支援すると考えられています。これは、コラーゲンとHSP47をコードする遺伝子が培養細胞の発現の調整の増加と減少の影響を受けることが報告されている研究によってサポートされています。ただし、特にさまざまなコラーゲン遺伝子が発現する初期の胚発生中に、in vivoでのHsp47発現に関する情報は限られています。ここでは、ゼブラフィッシュHsp47遺伝子が発達中の胚の動的な時点パターンで発現していることを示します。Hsp47 mRNAの強い発現は、角膜、豊かな小胞、発達フィンを含む多くの軟骨形成および非軟骨形成組織におけるII型コラーゲン遺伝子（Col2A1）の発現と主に同時に象徴的です。両方の遺伝子の角膜発現は、フローティングヘッド（FLH）および尾（NTL）胚で破壊され、適切に区別された脊索がありません。驚くべきことに、床プレートとby筋の強くCOL2A1発現細胞ではHSP47 mRNAは検出できず、2つの遺伝子が厳密に共調節されていないことを示しています。最後に、ノーザンブロット分析により、異なる時間パターンで発現するCol2A1の2つの代替転写産物が明らかになりました。より大きな転写産物の出現は、胸腺形成に続いて発生します。これは、角膜外の組織におけるHsp47およびCol2A1遺伝子発現の同時活性化と一致する時代です。

Hsp47 is a heat-shock protein which interacts with newly synthesize procollagen chains in the endoplasmic reticulum (ER) of collagen-secreting cells and is thought to assist in procollagen triple helix assembly and subsequent transport to the cis-Golgi. This is supported by studies which have reported that genes encoding collagen and Hsp47 are subject to co-ordinate increases and decreases in expression in cultured cells. However, limited information is available regarding hsp47 expression in vivo, particularly during early embryonic development when a variety of collagen genes are expressed. Here we show that the zebrafish hsp47 gene is expressed in a dynamic spatiotemporal pattern in developing embryos. Strong expression of hsp47 mRNA is co-incident predominantly with expression of the type II collagen gene (col2a1) in a number of chondrogenic and non-chondrogenic tissues including the notochord, otic vesicle and developing fins. Notochordal expression of both genes is disrupted in floating head (flh) and no tail (ntl) embryos, which lack properly differentiated notochords. Surprisingly, no hsp47 mRNA is detectable in the strongly col2a1-expressing cells of the floor plate and hypochord, indicating that the two genes are not strictly co-regulated. Finally, Northern blot analysis revealed two alternative transcripts of col2a1 which are expressed in distinct temporal patterns. Appearance of the larger transcript occurs following somitogenesis, a time which coincides with the co-activation of hsp47 and col2a1 gene expression in tissues outside of the notochord.