-
-
標前 35 母性因子と形態形成(1)
・母性因子/位置情報/ショウジョウバエの前後軸の決定
解答・解説
p.100
生物
初期発生において, 未受精卵の中に存在する母親由来のmRNA が, 受精後にタン
パク質に翻訳されて胚の発生を制御することが知られている。このようなタンパク質
は、母性因子と呼ばれている。母性因子の中には、キイロショウジョウバエ胚の前後
軸パターン(頭部,胸部,腹部)形成に関与するものもある。
母性因子PのmRNA は, 卵形成時に卵の前方に偏在しているため、胚の中で合成
されたタンパク質Pも片寄った分布を示す。
図1(a)に, 正常な初期胚におけるタンパク質Pの分布,およびその分布に従って決
定される胚の前後軸パターンを示す。Pをコードする遺伝子Pを欠失した母親から
生まれた胚は,図1(b)のような前後軸パターンとなり、正常に発生できずに死んでし
まう。(タンパク質Pを人為的に正常よりも多くしたところ、その胚は図1(c)のよう
な前後軸パターンを示した。
(a) (b)
相対度
タンパク質P
相対濃度
-タンパク質P...
相対濃度
(c)
タンパク質P
伝子Qと遺伝子 Rを両方とも欠失した母親から生まれてきた胚の腹部形成は正常で
あり胚の前後軸パターンに異常は見られなかった。
問1 下線部(ア)について。 図1(b)に示した胚の前後軸パターンから考えられる,タン
パク質Pの前後軸パターン形成における役割は何か 次からすべて選べ。
① 頭部形成を抑制する。
② 胸部形成を促進する。
③ 腹部形成を促進する。
④ 頭部形成と胸部形成に役割をもたない。
★★ 問2
下線部(イ)について。 タンパク質Pはどのようにして胚の前後軸パターン形成に
与すると考えられるか。 図1(c)の結果に基づいて, 70字程度で述べよ。
★ 問3
下線部(ウ)について。 RのmRNAの分布とタンパク質Rの分布が異なる理由を
説明した次の①~④について,間違っているものをすべて選べ。
①
タンパク質Rはタンパク質Qを分解する。
② タンパク質QはRのmRNAの翻訳を阻害する。
人橋
③
④
タンパク質QはRのmRNAの転写を抑制する。
タンパク質QはRのmRNAの転写を促進する。
★ 問4
下線部(エ)について。 この実験から推測されるタンパク質Rの機能を. 35字程度
で述べよ。
↓
胸部部
問5 下線部(オ)について。 この結果から,前後軸パターン形成において QとRはそれ
ぞれどのような役割を果たしていると推測されるか 110字程度で説明せよ。 Qお
よびRについて, 遺伝子, mRNA. タンパク質を明確に区別して記せ。
↓
後前 頭部 胸部 後
A
図1 キイロショウジョウバエ初期胚の前後軸に対するタンパク質Pの
分布 (上図)と,そのときの胚の前後軸パターン(下図)。
(a)正常な胚, (b) タンパク質Pをもたない胚, (c) タンパク質P
を正常より多くも
72
母性因子QのmRNA は, 図2
(a) のグラフのように,卵形成時に
卵の後方に偏在している。 Qを
コードする遺伝子Qを欠失した
母親から生まれた胚は,腹部構造
をもたない。
10
10
QのmRNA
タンパク質Q
相対濃度
RのmRNA
相対濃度
相
タンパク質R
前
後
後
前
一方, 母性因子 R のmRNA
は,卵形成時に卵全体に均一に存
図2 正常な卵または胚の前後軸に対する, (a) Qおよび
RのmRNA分布, (b) タンパク質Q およびタンパク質R
の分布。
在しているが,合成されたタンパク質Rは、図2(b)のグラフのように,その分布に片
寄りが見られた。Rをコードする遺伝子Rを欠失した母親から生まれた胚は、正常
な前後軸パターンをもつ。 しかしながら, (エ)タンパク質Rを胚の後方で人為的に増や
したところ, 胚は腹部形成できなくなった。
(オ)遺伝子Qを欠失した母親から生まれた胚が腹部形成できないにもかかわらず, 遺
す
|東大
第4章 生殖と発生
73