Eph receptors and ephrins are dynamically expressed in a wide range of regions of the vertebrate during embryogenesis. The dorsal mesencephalon is segmented into two broad regions demarcated by the mutually exclusive expression of EphA receptors and ephrinA ligands. It is of considerable interest to elucidate how these expression domains are established in the development of the mesencephalon. In this study, we employed a transgenic approach to define the cis-acting DNA regulatory elements involved in the anterior mesencephalon-specific expression of the mouse ephAB gene. Our analyses of the temporal and spatial expression patterns of various ephA8/lacZ gene fusions in transgenic mice revealed that the 10 kb genomic DNA 5' immediately upstream of the ephAB coding sequence is capable of directing lacZ expression in an ephA8-specific manner. Further deletion analyses of the ephA8 genomic region led to the identification of a 1 kb enhancer region, which directs expression in the embryo to the anterior region of the developing midbrain. This ephA8-specific regulatory DNA sequences can now be used in biochemical analyses to identify proteins modulating the anterior differentiation of the optic tectum, and in functional analyses to direct the expression of other developmentally important genes to this region
eph receptor와 ephrin은 포유류 발생과정에서 여러 부위에서 발현된다. 특히 이 둘은 중뇌의 배위 부위에서 전후를 기준으로 상호 배타적으로 발현되는데, eph receptor의 유전자 발현을 조절하는 promoter를 연구하는 것은 중뇌의 발생 기작을 밝히는데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 형질전환 생쥐 기술을 이용하여 중뇌 배위 전면 특이적인 cis-acting element를 규명하기 위해 다양한 길이의 ephA8 유전자의promoter에 lacZ reporter 유전자를 결합시켜 발생과정에서 시간 및 공간 특이적 발현의 원인이 되는 특정 유전자 부위를 찾았다. 최종적으로 cis-acting element를 포함하는 1 kb 염기서열을 확인했으며 또한 생쥐의 optic tectum 발생에 관여하는 transcription factor 기능을 하는 Pax5 단백질 결합부위도 찾았다. 본 연구를 통해 얻은 transcriptional enhancer를 이용함으로써 중뇌 부위 가운데 시신경이 지나가는 통로인 optic tectum의 분화를 밝힐 수 있는 단백질을 규명하게 하는 길을 마련하였으며, 또한 knout-out 기술의 단점인 functional redundency를 극복하게 하는 dominant negative 돌연변이 기술을 이용을 가능케 함으로써 중뇌 발생 연구의 유용한 수단을 제공할 것으로 기대된다.
