「アフリカツメガエル」の版間の差分

アフリカ原産のカエル（両生類）で学名はXenopus laevis。古くは妊婦の尿中に含まれるヒト絨毛性ゴナドトロピン（hCG）に応答し排卵することから妊娠検査に用いられていたが、卵が比較的大きく（直径約1.2 mm）胚操作が容易であることから生物学、医学研究におけるモデル生物として世界に拡散し長い間重用されてきた。飼育は20℃前後で行われ比較的容易であるが、世代交代時間が1-2年と長く遺伝学には不向きとされている。近縁種のネッタイツメガエルXenopus tropicalisはアフリカツメガエルの染色体が偽4倍体であるのに対して2倍体であること、最近ゲノム解読が終了したことなどからネッタイツメガエルも近年遺伝学を可能にする両生類モデル生物として拡大しつつある。

一方、アフリカツメガエルは初期発生における細胞分化、形態形成の研究においても発展に大きく寄与しており、神経科学への貢献も無視できない。1920年代にHans Spemannは両生類であるサンショウウオ初期原腸胚のオーガナイザー領域（原口背唇部）を腹側に移植すると、頭部など中枢神経系が重複した2次胚ができることを発見し神経誘導因子の存在を予見した。この神経誘導因子の同定にアフリカツメガエル胚を用いた実験は重要な役割を果たした。mRNAの顕微注入による機能評価が可能であることから、1990年代には移植実験の代わりにmRNAを腹側の割球にだけ注入するという実験が行われ、骨形成タンパク質（bone moephogenetic protein, BMP）シグナルを遮断するドミナントネガティブ受容体やオーガナイザー領域で発現するBMP活性阻害因子（ノギン、コーディン、フォリスタチン）がオーガナイザー同様に2次軸形成能をもつことが明らかにされ、神経誘導活性をもつオーガナイザー因子の存在が分子同定によって明らかになった。胞胚期の動物極側細胞集団（アニマルキャップ）は誘導因子の非存在下では表皮分化するが、解離して培養すると神経に分化することも知られていた。現在、アニマルキャップに存在するBMPが神経分化を抑制しており、その除去または活性阻害により神経分化が進むと解釈されている。このようにアフリカツメガエルは簡便な神経分化の評価系として有効である。

他のモデル生物に比べ遺伝学研究が遅れているが、遺伝子導入（トランスジェニック）は精子核移植を用いたREMI法（restriction enzyme-mediated integration）などにより多数の系統が作出されている。神経系への直接の影響を観察する神経科学においては遺伝子導入に電気窄孔（electroporation）法が用いられ、神経発生期での特定遺伝子の過剰発現による脳の形態異常や遺伝子発現変化などの解析で効果を挙げている。また、微小電極を用いて単一ニューロンあるいはグリア細胞へ遺伝子導入する方法も確立されている。遺伝子ばかりでなくタンパク質や蛍光デキストランなど標識化合物など電荷をもった分子を導入できことから高分解能での解析が可能となっている。