免疫グロブリン遺伝子における遺伝情報変換機構の解析

• Project/Area Number: 13037020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 木下 和生 京都大学, 医学研究科, 助手 (50293874)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村松 正道 京都大学, 医学研究科, 助手
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000); Fiscal Year 2002: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2001: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 抗体 / クラススイッチ / 体細胞突然変異 / AID / DNA組換え / RNA編集 / 人工基質 / 免疫学

Research Abstract

抗体の多様性を生む機構であるクラススイッチ組換えと体細胞突然変異に必須の因子activation-induced cytidine deaminase (AID)は構造上、RNA編集酵素のファミリーに属しており、RNA編集活性があると考えられるがその作用機序は不明である。AIDの機能を解明するために、本来はクラススイッチ組換えや体細胞突然変異を起こさない線維芽細胞株NIH3T3にレトロウイルスベクターを用いてAIDを強制発現させた。テトラサイクリン誘導プロモーターにより組換え標的の転写を制御できるクラススイッチ組換えの人工基質が組込まれたNIH3T3細胞ではAIDの発現と人工基質の転写に依存して人工基質でのクラススイッチ組換えが誘導されることをフローサイトメトリーとPCR法により確認した。また、体細胞突然変異の人工基質となる変異GFP遺伝子を導入したNIH3T3細胞でも、AIDの発現と変異GFP遺伝子の転写に依存して人工基質上での突然変異が観察された。これらの人工基質上での組換えや突然変異のDNA塩基配列から見た特徴は抗体遺伝子で認められるものと共通であり、抗体遺伝子で起きている反応を再現しているものと考えられた。ごれらの実験からクラススイッチ組換えや体細胞突然変異に関与するAID以外の因子はBリンパ球のみならず、線維芽細胞においても発現していることが分かった。また、AIDによる突然変異は抗体遺伝子に限られないことも明らかとなった。

Research Products

• [Publications] K.Kinoshita, T.Honjo: "Linking class-switch recombination with somatic hypermutation"Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2・7. 493-503 (2001)
• [Publications] Lee, C.G., Kinoshita, K.et al.: "Quantitative regulation of class switch recombination by switch region transcription"Journal of Experimental Medicine. 194・3. 365-374 (2001)
• [Publications] Fagarasan, K.Kinoshita, M.Muramatsu, K.Ikuta, et al.: "In situ class switching and differentiation to IgA producing cells in the gut lamina propria"Nature. 413・6856. 639-643 (2001)
• [Publications] Kinoshita, K., Harigai, M., Muramatsu, M.et al.: "A hallmark of active class switch recombination : transcripts directed by I promoters on looped-out circular DNAs"Proceeding of National Academy of Science U.S.A.. 98・22. 12620-12623 (2001)
• [Publications] Chen, X., Kinoshita, K., Honjo, T.: "Variable deletion and duplication at recombination junction ends : implication for staggered double-strand cleavage in dass switch recombination"Proceeding of National Academy of Science U.S.A.. 98・24. 13860-13865 (2001)
• [Publications] Okazaki, I., Kinoshita, K., Muramatsu, M.et al.: "The AID enzyme induces class switch recombination in fibroblast"Nature. 416・6878. 340-345 (2002)
• [Publications] Nagaoka, H., Muramatsu, M., Yamamura, N., Kinoshita, K.et al.: "Activation-induced Deaminase (AID)-directed Hypermutation in the Immunoglobulin Sμ Region : Implication of AID Involvement in a Common Step of Class Switch Recombination and Somatic Hypermutation"Journal of Experimental Medicine. 195・4. 529-534 (2002)
• [Publications] Honjo, T., Kinoshita, K., Muramatsu, M.: "MOLECULAR MECHANISM OF CLASS SWITCH RECOMBINATION : Linkage with Somatic Hypermutation"Annual Review of Immunology. 20. 165-196 (2002)
• [Publications] Bross, L., Muramatsu, M., Kinoshita, K., et al.: "DNA double-strand breaks : prior to but not sufficient in targeting hypermutation"Journal of Experimental Medicine. 195・9. 1187-1192 (2002)
• [Publications] Yoshikawa, K., Okazaki, I., Eto, T., Kinoshita, K., Muramatsu, M.et al.: "AID enzyme-induced hypermutation in an actively transcribed gene in fibroblast"Science. 296・5575. 2033-2036 (2002)
• [Publications] K.Kinoshita, T.Honjo: "Linking class-switch recombination with somatic hypermutation"Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2・7. 493-503 (2001)
• [Publications] Lee, C.G., Kinoshita, K.et al.: "Quantitative regulation of class switch recombination by switch region transcription"Journal of Experimental Medicine. 194・3. 365-374 (2001)
• [Publications] S.Fagarasan, K.Kinoshita, M.Muramatsu, K.Ikuta, et al.: "In situ class switching and differentiation to IgA producing cells in the gut lamina propria"Nature. 413・6856. 639-643 (2001)
• [Publications] Kinoshita, K., Harigai, M., Muramatsu, M.et al.: "A hallmark of active class switch recombination: transcripts directed by I promoters on looped-out circular DNAs"Proceedings of National Academy of Science U.S.A.. 98・22. 12620-12623 (2001)
• [Publications] Chen, X., Kinoshita, K., Honjo, T.: "Variable deletion and duplication at recombination junction ends: implication for staggered double-strand cleavage in class switch recombination"Proceedings of National Academy of Science U.S.A.. 98・24. 13860-13865 (2001)
• [Publications] Okazaki, I., Kinoshita, K., Muramatsu, M.et al.: "The AID enzyme induces class switch recombination in fibroblasts"Nature. (in press). (2002)