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英語名：chordin　独：Chordin　仏：chordine
英語名：chordin　独：Chordin　仏：chordine
{{box|text=　コーディンは、脊椎動物の発生において神経誘導活性を持つ分泌因子をコードする遺伝子である。}}
{{box|text=　コーディンは、脊椎動物の発生において神経誘導活性を持つ分泌因子をコードする遺伝子である。形成体（オーガナイザー、原口背唇部）に発現し、神経誘導活性をもつ分泌因子をコードする。この遺伝子はアフリカツメガエルで単離された後、その相同遺伝子がマウスやヒトなどでも同定され機能解析が行われた。さらに、コーディンに結合してその安定性を制御するたんぱく質の存在も複数知られている。}}
 
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| name = chordin
| name = chordin
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== アフリカツメガエルにおけるコーディンの機能 ==
== コーディンとは ==
　1924年、ドイツの生物学者ハンス・シュペーマンと、オットー・マンゴールドは、イモリ胚の一部分を別の胚に移植することにより、胚に2次軸（脊索を含む背側中胚葉）が形成されることを見出し、この部分を「形成体（organizer）」と名付けた。この部分からは誘導因子（移植した組織から分泌され、移植された胚に作用する因子）が分泌されることが予想されたが、その分子実体は長年明らかにされていなかった <ref name=De Robertis2006><pubmed>16482093</pubmed></ref><ref name=Sander2001><pubmed>11291840</pubmed></ref> 。
 
　1990年代になって分子生物学的手法、特に遺伝子のクローニング技術が発達したことにより、微小または特定の組織に高い発現量を持つ遺伝子の単離が可能になった。この技術を利用して、カリフォルニア大学・ロサンゼルス校のエドワード・デロバティス教授と笹井芳樹博士は、オーガナイザー領域に発現量が蓄積されている遺伝子単離するためのディファレンシャルスクリーン (*) を行い、強い２次軸誘導活性をもつ遺伝子を単離した。この遺伝子は分泌因子をコードし、4つのシステイン繰り返し領域（cysteine-rich domain; CRD）を持つもので、コーディン chordin（chd）と名付けられた。
 
　コーディンを発現する背側中胚葉は、それ自体が体軸を形成する脊索へと分化するほか、それに隣接する未分化外胚葉を神経化する活性を持つ。実際に、カエルのアニマルキャップ（マウスでエピブラストに相当する部分）に作用して、細胞を直接（ほかの組織と協働することなく）神経化することが明らかになり、Chdは神経誘導因子の１つと考えられた。chdとほぼ同時期に単離されたnoggin <ref name=Smith1992><pubmed>1339313</pubmed></ref> 、follistatin <ref name=Hemmati-Brivanlou1994><pubmed>8168135</pubmed></ref> と合わせ、３つの分泌因子が「神経誘導因子」と呼ばれることになった。
[[ファイル:Sasai Chordin Fig1.png|サムネイル|'''図1. コーディンの構造と制御'''<br>'''A.''' Chdとsog、Chordin-likeのドメイン構造。SOG以外は分泌因子で、SOGではカルボキシル末端側が細胞外に存在する。SP; シグナルペプチド、TM; 膜貫通領域、CR; システインリッチリピートを表す。ChdのCR1, CR3がBMP4と結合する。Chdl1, Chdl2のCR1, CR3がChdのCR3に最も相同性が高い。<br>'''B.'''Chd、BMP4、Tsg、Xld、Szlの制御関係。Chdを曲線で、BMP（これはADMPでもよい）を青色で、Tsgを赤色でそれぞれ示し、XolloidがChdタンパク質を切断する部位を緑色で示した。Nはアミノ末端、Cはカルボキシル末端を示す。<ref name=De Robertis2000><pubmed>11252746</pubmed></ref><ref name=Piccolo1997><pubmed>9363949</pubmed></ref>  をもとに作成。]]
==構造==
（蛋白質の構造に関してご記述ください。）
　1000アミノ酸弱からなる分泌蛋白質であり、シグナルペプチド、4つのシステインリッチリピート（cysteine-rich repeat）を持つ'''(図1)'''。
== コーディンに類似したタンパク質 ==


　コーディンは、アフリカツメガエルの形成体（オーガナイザー、原口背唇部）に発現し、神経誘導活性をもつ分泌因子をコードする。この遺伝子はアフリカツメガエルで単離された後、その相同遺伝子がマウスやヒトなどでも同定され機能解析が行われた。さらに、コーディンに結合してその安定性を制御するたんぱく質の存在も複数知られている。
　Chdと類似したタンパク質をコードする遺伝子として、Chordin-like1（CHRDL1; Ventroptin）<ref name=Sakuta2001><pubmed>11441185</pubmed></ref> とChordin-like2（CHRDL2）が単離された<ref name=Nakayama2004><pubmed>14660436</pubmed></ref> 。これらはChordinに比べていずれも450アミノ酸程度と短いが、3つのシステインリッチリピート（cysteine-rich repeat）を含む領域を持つという意味でChordinと構造的に類似し（図１）、いずれもBMPのアンタゴニストとして働く <ref name=Nakayama2004><pubmed>14660436</pubmed></ref><ref name=Sakuta2001><pubmed>11441185</pubmed></ref> 。CHRDL1はニワトリ胚では網膜の腹側に発現し、角膜から脳への視神経の投射に影響を及ぼすことが報告されている <ref name=Sakuta2001><pubmed>11441185</pubmed></ref> 。Chrdl1のモルフォリノアンチセンスオリゴを注入したカエル胚では、角膜の巨大化（megalocornea）の表現型が見られ、ヒトでも同様の症状が報告されている<ref name=Pfirrmann2015><pubmed>25712132</pubmed></ref> 。Chrdl2は軟骨細胞、生殖器官の結合組織での発現がみられている <ref name=Nakayama2004><pubmed>14660436</pubmed></ref> 。


　1924年、ドイツの生物学者ハンス・シュペーマンと、オットー・マンゴールドは、イモリ胚の一部分を別の胚に移植することにより、胚に２次軸（脊索を含む背側中胚葉）が形成されることを見出し、この部分を「形成体（organizer）」と名付けた。この部分からは誘導因子（移植した組織から分泌され、移植された胚に作用する因子）が分泌されることが予想されたが、その分子実体は長年明らかにされていなかった <ref name=De Robertis2006><pubmed>16482093</pubmed></ref><ref name=Sander2001><pubmed>11291840</pubmed></ref> 。


　1990年代になって分子生物学的手法、特に遺伝子のクローニング技術が発達したことにより、微小または特定の組織に高い発現量を持つ遺伝子の単離が可能になった。この技術を利用して、カリフォルニア大学・ロサンゼルス校のエドワード・デロバティス教授と笹井芳樹博士は、オーガナイザー領域に発現量が蓄積されている遺伝子単離するためのディファレンシャルスクリーン (*) を行い、強い２次軸誘導活性をもつ遺伝子を単離した。この遺伝子は分泌因子をコードし、4つのシステイン繰り返し領域（Cysteine-rich domain; CRD）を持つもので、chordin（chd）と名付けられた。
== 無脊椎動物における相同遺伝子 ==


　Chordin（Chd）を発現する背側中胚葉は、それ自体が体軸を形成する脊索へと分化するほか、それに隣接する未分化外胚葉を神経化する活性を持つ。実際に、カエルのアニマルキャップ（マウスでエピブラストに相当する部分）に作用して、細胞を直接（ほかの組織と協働することなく）神経化することが明らかになり、Chdは神経誘導因子の１つと考えられた。chdとほぼ同時期に単離されたnoggin <ref name=Smith1992><pubmed>1339313</pubmed></ref> 、follistatin <ref name=Hemmati-Brivanlou1994><pubmed>8168135</pubmed></ref> と合わせ、３つの分泌因子が「神経誘導因子」と呼ばれることになった。
　ショウジョウバエでは、short gastrulation（sog）がblastoderm（細胞性胞胚期）の時期に胚の腹側に発現し、Decapentaplegic（dpp）という分泌因子と拮抗して働く <ref name=Biehs1996><pubmed>8918893</pubmed></ref> 。なお、sogは膜貫通ドメインを持ち、細胞膜にアンカーされる。またSogは細胞外ドメインにChd同様のシステインリッチドメインをもつタンパク質をコードし、ショウジョウバエの神経発生を促進する。一方、DPPはそれを抑制する効果があるため、Sog/Dppの関係はChd/BMPの関係に対応している。さらに、ショウジョウバエのsogをコードするmRNAをカエル胚に注入すると２次軸が形成された <ref name=Holley1995><pubmed>7617035</pubmed></ref> 。これらの事実から、ショウジョウバエsog（腹側に発現する）と脊椎動物のChd（背側に発現する）は相同遺伝子であり、背腹軸が逆転して進化したものと考えられた（「神経誘導」の項目も参照） <ref name=De Robertis1996><pubmed>8598900</pubmed></ref> 。Xolloid/Tolloid <ref name=Clark1999><pubmed>10331975</pubmed></ref>  やTsgの相同遺伝子であるTolloidやTwisted Gastrulationもショウジョウバエに存在し、脊椎動物のChdやBMPと同様にSOGやDPPと相互作用する <ref name=Yu2000><pubmed>10769238</pubmed></ref> 。


　その後、ChdはTGFスーパーファミリーの１つであるBMP4と拮抗して働くことが明らかになった <ref name=Sasai1995><pubmed>7630399</pubmed></ref> 。生化学的には、ChdとBMP4は1:2のモル比で直接結合し <ref name=Larrain2000><pubmed>10648240</pubmed></ref> 、BMP4がBMP受容体に結合するのを阻害することや、その解離定数は0.3 nmol程度であり、結合が強固であることが示された <ref name=Piccolo1996><pubmed>8752213</pubmed></ref> 。
　その後、ChdはTGFスーパーファミリーの１つであるBMP4と拮抗して働くことが明らかになった <ref name=Sasai1995><pubmed>7630399</pubmed></ref> 。生化学的には、ChdとBMP4は1:2のモル比で直接結合し <ref name=Larrain2000><pubmed>10648240</pubmed></ref> 、BMP4がBMP受容体に結合するのを阻害することや、その解離定数は0.3 nmol程度であり、結合が強固であることが示された <ref name=Piccolo1996><pubmed>8752213</pubmed></ref> 。
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　ほかにも、BAMBI（BMP And Activin Membrane Bound Inhibitor）<ref name=Chen2007><pubmed>17661381</pubmed></ref>  <ref name=Onichtchouk1999><pubmed>10519551</pubmed></ref> やCV2（Crossveinless-2）<ref name=Ikeya2006><pubmed>17035289</pubmed></ref>  <ref name=Ambrosio2008><pubmed>18694564</pubmed></ref> などのようにchdに結合する因子が単離され、機能解析が行われている。このように、Chdの活性を阻害するものと保護するものがChdと結合、あるいは転写レベルで発現して制御関係を形成することにより、背側中胚葉（特にオーガナイザー領域）の大きさを決定している<ref name=Plouhinec2009><pubmed>20066084</pubmed></ref> 。
　ほかにも、BAMBI（BMP And Activin Membrane Bound Inhibitor）<ref name=Chen2007><pubmed>17661381</pubmed></ref>  <ref name=Onichtchouk1999><pubmed>10519551</pubmed></ref> やCV2（Crossveinless-2）<ref name=Ikeya2006><pubmed>17035289</pubmed></ref>  <ref name=Ambrosio2008><pubmed>18694564</pubmed></ref> などのようにchdに結合する因子が単離され、機能解析が行われている。このように、Chdの活性を阻害するものと保護するものがChdと結合、あるいは転写レベルで発現して制御関係を形成することにより、背側中胚葉（特にオーガナイザー領域）の大きさを決定している<ref name=Plouhinec2009><pubmed>20066084</pubmed></ref> 。


== 無脊椎動物における相同遺伝子 ==


　ショウジョウバエでは、short gastrulation（sog）がblastoderm（細胞性胞胚期）の時期に胚の腹側に発現し、Decapentaplegic（dpp）という分泌因子と拮抗して働く <ref name=Biehs1996><pubmed>8918893</pubmed></ref> 。なお、sogは膜貫通ドメインを持ち、細胞膜にアンカーされる。またSogは細胞外ドメインにChd同様のシステインリッチドメインをもつタンパク質をコードし、ショウジョウバエの神経発生を促進する。一方、DPPはそれを抑制する効果があるため、Sog/Dppの関係はChd/BMPの関係に対応している。さらに、ショウジョウバエのsogをコードするmRNAをカエル胚に注入すると２次軸が形成された <ref name=Holley1995><pubmed>7617035</pubmed></ref> 。これらの事実から、ショウジョウバエsog（腹側に発現する）と脊椎動物のChd（背側に発現する）は相同遺伝子であり、背腹軸が逆転して進化したものと考えられた（「神経誘導」の項目も参照） <ref name=De Robertis1996><pubmed>8598900</pubmed></ref> 。Xolloid/Tolloid <ref name=Clark1999><pubmed>10331975</pubmed></ref>  やTsgの相同遺伝子であるTolloidやTwisted Gastrulationもショウジョウバエに存在し、脊椎動物のChdやBMPと同様にSOGやDPPと相互作用する <ref name=Yu2000><pubmed>10769238</pubmed></ref> 。


== マウスにおける機能 ==
== マウスにおける機能 ==
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　なお2020年現在、ヒトにおいてchd遺伝子単独の変異によって引き起こされる遺伝性疾患は報告されていない。
　なお2020年現在、ヒトにおいてchd遺伝子単独の変異によって引き起こされる遺伝性疾患は報告されていない。


== コーディンに類似したタンパク質 ==
　Chdと類似したタンパク質をコードする遺伝子として、Chordin-like1（CHRDL1; Ventroptin）<ref name=Sakuta2001><pubmed>11441185</pubmed></ref> とChordin-like2（CHRDL2）が単離された<ref name=Nakayama2004><pubmed>14660436</pubmed></ref> 。これらはChordin（1000アミノ酸弱からなる）に比べていずれも450アミノ酸程度と短いが、3つのシステインリッチリピート（cysteine-rich repeat）を含む領域を持つという意味でChordinと構造的に類似し（図１）、いずれもBMPのアンタゴニストとして働く <ref name=Nakayama2004><pubmed>14660436</pubmed></ref><ref name=Sakuta2001><pubmed>11441185</pubmed></ref> 。CHRDL1はニワトリ胚では網膜の腹側に発現し、角膜から脳への視神経の投射に影響を及ぼすことが報告されている <ref name=Sakuta2001><pubmed>11441185</pubmed></ref> 。Chrdl1のモルフォリノアンチセンスオリゴを注入したカエル胚では、角膜の巨大化（megalocornea）の表現型が見られ、ヒトでも同様の症状が報告されている<ref name=Pfirrmann2015><pubmed>25712132</pubmed></ref> 。Chrdl2は軟骨細胞、生殖器官の結合組織での発現がみられている <ref name=Nakayama2004><pubmed>14660436</pubmed></ref> 。


(*1) ディファレンシャルスクリーン：特定の組織で発現する遺伝子を単離する方法の１つ。特定の（発現を期待する）組織と対照となる組織からそれぞれRNAを抽出し、さらにそこから放射性同位元素などでラベルしたcDNAを合成し、これをプローブとしてcDNAライブラリーを用いてスクリーニングを行う。発現を期待する組織で強いシグナルを発出する遺伝子が目的の遺伝子である。chdの単離では、「塩化リチウムで処理されて全体が背側化した胚」と「紫外線照射により全体が腹側化した胚」のそれぞれからcDNAが合成され、cDNAライブラリーとハイブリダイズさせたときに「オーガナイザー領域」のプローブのみで強くハイブリするものが網羅的に探索された。
(*1) ディファレンシャルスクリーン：特定の組織で発現する遺伝子を単離する方法の１つ。特定の（発現を期待する）組織と対照となる組織からそれぞれRNAを抽出し、さらにそこから放射性同位元素などでラベルしたcDNAを合成し、これをプローブとしてcDNAライブラリーを用いてスクリーニングを行う。発現を期待する組織で強いシグナルを発出する遺伝子が目的の遺伝子である。chdの単離では、「塩化リチウムで処理されて全体が背側化した胚」と「紫外線照射により全体が腹側化した胚」のそれぞれからcDNAが合成され、cDNAライブラリーとハイブリダイズさせたときに「オーガナイザー領域」のプローブのみで強くハイブリするものが網羅的に探索された。
　現在ではマイクロアレイやmRNAシーケンス法を用いることが多い。
　現在ではマイクロアレイやmRNAシーケンス法を用いることが多い。


（図１）（A）Chdとsog、Chordin-likeのドメイン構造。SOG以外は分泌因子で、SOGではカルボキシル末端側が細胞外に存在する。SP; シグナルペプチド、TM; 膜貫通領域、CR; システインリッチリピートを表す。ChdのCR1, CR3がBMP4と結合する。Chdl1, Chdl2のCR1, CR3がChdのCR3に最も相同性が高い。（B）Chd、BMP4、Tsg、Xld、Szlの制御関係。Chdを曲線で、BMP（これはADMPでもよい）を青色で、Tsgを赤色でそれぞれ示し、XolloidがChdタンパク質を切断する部位を緑色で示した。Nはアミノ末端、Cはカルボキシル末端を示す。<ref name=De Robertis2000><pubmed>11252746</pubmed></ref><ref name=Piccolo1997><pubmed>9363949</pubmed></ref>  をもとに作成。
 


（図２）Chd/BMPが表皮・神経の遺伝子を誘導する模式図。<ref name=Holley1995><pubmed>7617035</pubmed></ref>  <ref name=Nakayama2004><pubmed>14660436</pubmed></ref>  <ref name=Larrain2000><pubmed>10648240</pubmed></ref> をもとに作成。
（図２）Chd/BMPが表皮・神経の遺伝子を誘導する模式図。<ref name=Holley1995><pubmed>7617035</pubmed></ref>  <ref name=Nakayama2004><pubmed>14660436</pubmed></ref>  <ref name=Larrain2000><pubmed>10648240</pubmed></ref> をもとに作成。


（図３）背側中胚葉（多くは原口背唇部）と腹側中胚葉に発現する遺伝子群 (A) と、それらの間に存在する制御関係 (B)。<ref name=De Robertis2004><pubmed>15473842</pubmed></ref>  <ref name=Ambrosio2008><pubmed>18694564</pubmed></ref>  <ref name=Plouhinec2009><pubmed>20066084</pubmed></ref> をもとに作成。
（図３）背側中胚葉（多くは原口背唇部）と腹側中胚葉に発現する遺伝子群 (A) と、それらの間に存在する制御関係 (B)。<ref name=De Robertis2004><pubmed>15473842</pubmed></ref>  <ref name=Ambrosio2008><pubmed>18694564</pubmed></ref>  <ref name=Plouhinec2009><pubmed>20066084</pubmed></ref> をもとに作成。
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