細胞の機能分化に関わる遺伝子制御ネットワーク-転写因子間相互作用-

• Project/Area Number: 05273101
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tohoku University (1994-1996); Tokyo Institute of Technology (1993)
• Principal Investigator: 藤井 義明 (1994-1996) 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00098146); 半田 宏 (1993) 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (80107432)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 雅之 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (50166823) ; 半田 宏 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (80107432) ; 長田 重一 大阪大学, 医学部, 教授 (70114428) ; 石井 俊輔 理科学研究所, 分子遺伝, 主任研究員 (00124785) ; 審良 静男 兵庫医科大学, 教授 (50192919) ; 田村 隆明 千葉大学, 理学部, 教授 (30112692) ; 村松 正実 埼玉医科大学, 教授 (10035454) ; 藤沢 順一 東京大学, 医科学研究所, 助手 (40181341) ; 藤井 義明 東北大学, 理学部, 教授 (00098146)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥316,000,000 (Direct Cost: ¥316,000,000); Fiscal Year 1996: ¥76,000,000 (Direct Cost: ¥76,000,000); Fiscal Year 1995: ¥79,000,000 (Direct Cost: ¥79,000,000); Fiscal Year 1994: ¥80,000,000 (Direct Cost: ¥80,000,000); Fiscal Year 1993: ¥81,000,000 (Direct Cost: ¥81,000,000)
• Keywords: 遺伝子破壊マウス / コアクチベータ- / STAT / 転写伸長 / Myb / GATA-1 / Ahリセプター / ダイオキシン / 遺伝子欠損マウス / 種特異的転写 / リン酸化 / ホモダイマー / ヘテロダイマー / 相互作用 / マクロファージ / NMR / TBP / ロイシンジッパー / 殺菌機構 / 遺伝子発現 / エンハンサー / 転写制御因子 / RNAポリメラーゼ / 受容体 / シグナル伝達 / コアクチベター / インヒビター

Research Abstract

本重点領域研究は今年度が最終年度となるので各々の研究班員は一応のまとめをすることを中心に研究を行った。審良はSTAT3遺伝子の欠失マウスを作製したところ、同型接合体で致死になることを見出した。致死は胎生期の極めて初期に観察され、原腸形成にも至らないことが判明した。また転写因子STATの特異性を決める部位がSHドメインと考えられていたが、STAT1とSTAT3のドメインスウィッチの実験からSTAT3のチロシンリン酸化部位よりさらに下流のアミノ酸も特異性の決定に関与していることを明らかにした。石井はCBPがMybのコアクチベータ-であることを明らかにすると共にショウジョウバエのcubitus interruptusのコアクチベータ-としても働き、形態形成の因子として働いていることを明らかにした。半田はカゼインキナーゼ(CKII)が転写制御に関与していることを見出して、その阻害剤DRBの作用点は転写開始前にあるが、その作用効果は転写伸長段階に現れることを見出した。これはRNAポリメラーゼIIの転写伸長活性が転写開始前に既に調節されているという新しい転写制御機構を示したものである。そのDRBの転写阻害に関わる転写制御因子(DSIF)を同定し、分離・精製した。DSIFは160と14kDaのサブユニットからなる複合体で、その部分アミノ酸配列からオリゴヌクレオチドのプライマーを作製して、RT-PCR法によってcDNAの全構造を決定した。その結果DSIFは酵母の転写因子SPT5とSPT4に相当するヒトホモローグであることが判明した。山本はGATA-1の遺伝子破壊マウスの作製に成功し、同型接合体は卵黄嚢造血細胞の成熟障害のため貧血となり胎生致死となることを明らかにした。藤井はダイオキシンなどの薬物誘導に関わるAhリセプター/Arntへテロ2量体のArntの転写活性化ドメインがCBP/P300と相互作用することを示し、この転写活性化系でもCBP/P300がコアクチベータ-として働いていることを明らかにし、さらに東大・医科研・勝木教授との共同研究でAhリセプター破壊マウスを作製し、Ahリセプターがダイオキシン等の催奇形性に関与していることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] M. Ema, et al.: "Two new mambers of murine sim-homologous gene family are transcriptional repressor and show different expression patterns in mouse embryogenesis." Mol. Cell. Biol.16. 5865-5875 (1996)
• [Publications] M. Enari, et al.: "Sequential activation of ICE-like and CPP-like proteases during FAS-mediated apoptosis." Nature. 380. 723-726 (1996)
• [Publications] K. Takeda, et al.: "Esential role of STAT6 in IL-4 signalling." Nature. 380. 627-630 (1996)
• [Publications] P. Dai, et al.: "CBP as a transcriptional coactivator of c-MYB." Genes & Dev.10. 528-540 (1996)
• [Publications] Y. Shiiro, et al.: "Activation of the retinoblastoma gene expression by Bcl-3 impression for muscle cell differentiation." Oncogene. 12. 1837-1845 (1996)
• [Publications] H. Motohashiet al.: "Mesodermal-verus neuronal-specific expression of Maf K is elicited by different promoter." Genes Cells. 1. 223-238 (1996)
• [Publications] K.Sogawa,et al.: "Possible function of ah receptor nuclear translocator(arnt)homodimer in transcritional regulation." Proc.Natl.acad.Sci.92. 1936-1940 (1995)
• [Publications] T.Tanaka,et al.: "Targeted disruption of the Nf-IL6 gene dicloses its essential role in bacteria killing and tumor cytotoxicity by macrophages." Cell.80. 353-361 (1995)
• [Publications] Dai P.,et al.: "CBP as a transcirptional coactivator of c-Myb." Genes & Dev.(in press). (1996)
• [Publications] A.Yoshikawa,et al.: "Distrinct signal transduction through the tyrosine-containing domains of the granulocyte colony-stimulating factor receptor." EMBOJ.14. 5288-5296 (1995)
• [Publications] K.Hanada,et al.: "RNA polymerase I associated factor 53 binds to the nucelolar transcription factor UBF and functions in specific rDNA transcriptiona." EMBOJ.(in press).
• [Publications] Rosmarin,A.G.,et al.: "GABP and PU.1 compete for binding ,yet cooperate to increase CD18(B2 leukocyle integrin)transcription." J.Biol.Chem.270. 23627-23633 (1995)
• [Publications] M.Ema,et al.: "Dioxin-binding activities of polymorphic forms of mouse and human Ah receptors." J.Biol.Chem.269. 27337-27343 (1994)
• [Publications] K.Sogawa,et al.: "Possible function of Ah receptor nuclear translocator(Arnt)homodimer in transcriptional regulation." Proc.Natl.Acad.Sci.(in print.).
• [Publications] S.Akira,et al.: "Molecular cloning of APRF,a novel ISGF3 p91-related transcription factor involved in the gp130-mediated signiling pathway." Cell. 77. 63-71 (1994)
• [Publications] K.Kato.et al.: "Multimerization of the mouse TATA-binding protein(TBP)driven by its C-terminal domain" Nucl.Acids Res.22. 1179-1185 (1994)
• [Publications] H.Hirai,et al.: "Tax protein of human T-cell leulemia virus type I binds to the ankyrin motifs of inhibitory factor KB and induces unclear translocation of transcription factor NF-κB proteins for transcriptional activation." Proc.Natl.Acad.Sci.91. 3584-3588 (1994)
• [Publications] Song,et al.: "High conservation of subunit composition of RNA polymerase I(A)between yeast and mouse and the molecular cloning of mouse RNA polymerase I 40-kDa subunit RPA40." J.Biol.Chem.269. 26976-26981 (1994)
• [Publications] J-I.Swada et al.: "Transcriptional activation through the tetrameric complex formation of E4TF1 subunitsa." EMBO J.(in press).
• [Publications] D.Ma et al.: "Isolation of a cDNA encoding the largest subunit of TFIIA reveals functions imortant for activated transcription." Gens Dev.7. 2246-2257 (1993)
• [Publications] H.Watanabe et al.: "cDNA cloning of transcription factor E4TF1 subunits with ETS and NOTCH motifs." Mol.Cell.Biol.13. 1385-1391 (1993)
• [Publications] T.Nakajima et al.: "Phosphorylation at threonine 235 by a ras-dependent MAP kinase is essential for transcriptional activation of NF-IL6." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 90. 2207-2211 (1993)
• [Publications] Y.Nishio et al.: "A nuclear factor for interlekin6 expression(NF-IL6)and the glucocorticoid receptor synergistically activate transcription of rat α1-acid glycoprotein gene via direct protein-protein interaction." Mol.Cell.Biol.13. 1854-1862 (1993)
• [Publications] T.Matsusaka et al.: "NF-IL6 and NF-kB synergistically activate transcription of the inflammatory cytokines,IL-6 and IL-8." Proc.Natl,Acad.Sci.USA. 90. 10193-10197 (1993)
• [Publications] T.Kishimoto et al.: "Interactions of cytokines with the receptor family." Cell. (in press).
• [Publications] T.Nomura: "Negative autoregulation of c-Myb activity by homodimer formation through the leucine zipper." J.Biol.Chem.168. 21914-21923 (1993)
• [Publications] I.Tanikawa et al.: "Recognition of specific DNA sequences by the c-myb proto-oncogene product:role of three repeat units in the DNA binding domain." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 90. 9320-9324 (1993)
• [Publications] N.Sakai et al.: "Lassin:a leucine repeat-associated inhibitor of Myb." Genes Dev.(in press).
• [Publications] E.Ishizaka-Ikeda et al.: "Signal transduction mediated by the growth hormone receptor and its chimeric molecules with the G-CSF receptor." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 90. 123-127 (1993)
• [Publications] J.Ogasawara et al.: "Lethal effect of the anti-Fas antibody in mice." Nature. 364. 806-809 (1993)
• [Publications] R.Fukunaga et al.: "Growth and differentiation signals mediated by two different regions in the cytoplasmic domain of G-CSF receptor." Cell. 74. 1079-1087 (1993)
• [Publications] T.Suda et al.: "Molecular cloning and expression of the Fas ligand,a novel member of the tumor necrosis factor family." Cell. 75. 1169-1178 (1993)
• [Publications] K.Sogawa et al.: "cDNA cloning and transcriptional properties of a novel GC box-binding protein BTEB2." Nucleic Acids Res.21. 1527-1532 (1993)
• [Publications] N.Watanabe et al.: "A novel cAMP-dependent regulatory region including a sequence like the cAMP-responsive element upstream of the human CYP21A2 gene." Eur.J.Biochem.214. 521-531 (1993)
• [Publications] M.Matsushita et al.: "A factor binding to the xenobiotic responsive element(XRE)of P-4501A1 gene consists of at least two helix-loop-helix proteins,Ah receptor and Arnt." J.Biol.Chem.268. 21002-21006 (1993)
• [Publications] J.Fujisawa et al.: "The trans-activator Tax of human T-cell leukemia virus type 1(HTLV-1)interacts with cAMP-responsive element(CRE)binding and CRE modulator proteins that bind to the 21-base-pair enhancer of HTLV-1" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 90. 610-614 (1993)
• [Publications] T.Suzuki et al.: "A trans-activator Tax of human T-cell leukemia virus type 1 bimds to NF-kB p50 and serum response factor(SRF)and associates with enhancer DNAs of the NF-kB site and CArG box." Oncogene. 8. 2391-2397 (1993)
• [Publications] M.Watanabe et al.: "HTLV-1 encoded Tax in association with NF-kB precursor p105 enhancers nuclear localization of NF-kB p50 and p65 in transfected cells" Oncogene. 8. 2949-2958 (1993)
• [Publications] Y.Maeda et al.: "Nuclear targeting of transcription factor UBF directed by both HMG boxes and acidic tail." EMBO J.11. 3695-3704 (1993)
• [Publications] Y.Mishima et al.: "Transcription of mouse ribosomal RNA gene with inactivate extracts is activated by NAD in vitro." J.Biochem.113. 36-42 (1993)
• [Publications] M.Kermckchiev et al.: "Presence of an inhibitor of RNA polymerase I transcription in extracts from growth arrested mouse cells." Nucleic Acids Res.21. 447-453 (1993)
• [Publications] T.Wada et al.: "Methods in Enzymology" DNA affinity chromatography, ((in press))