分子遺伝学的アプローチによる染色体構造調節因子の検索

• Project/Area Number: 16687008
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 武山 健一 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (30323570)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2005: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2004: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: 染色体構造変換 / ヒストン修飾 / クロマチン / ヒストンシャペロン / 核内レセプター / 染色体構造調節 / 転写制御 / ヒストン / PEV / エクダイソン / パフ

Research Abstract

本研究は以下3つの独立した機能解析系により染色体構造変換機能を解明した。
1.ヒト核内レセプターを用いた新規転写共役因子の分子遺伝学的探索.
ARおよびERα発現ショウジョウバエを用いた転写共役因子群の分子遺伝学的な探索は転写活性能の変動を指標に約1500系統の遺伝子変異体を解析中、転写機構に相互作用し核内レセプター転写活性能が抑制される新規変異体を2系統同定した。この遺伝子変異はヒストンメチル化酵素およびヒストン脱アセチル化酵素と遺伝学的相互作用が認められた。生化学的な機能解析からこれら2つのヒトホモログ遺伝子は、動物培養細胞系においてもヒト核内レセプターの転写抑制が再現取れた。更にこれら因子の転写抑制複合体を精製し、構成因子を同定した。
2.染色体構造変換を介した転写共役因子の機能解析系の構築.
研究計画1での取得因子の機能解明として染色体構造状態を個体レベルで解析(PEV解析)を行った。その結果、取得因子が染色体構造調節し、ヘテロクロマチン誘導を司る因子であることが判明した。またin vitro系においてクロマチン再構築によるMNaseアッセイの結果、ヒストン・ヌクレオソームの構造変換因子であることが判明した。現在クロマチン再構築したレポーター遺伝子からのin vitro転写系を検討している。
3.ショウジョウバエエクダイソン依存的な染色体構造変換機構の解析.
変態・脱皮ホルモンのエクダイソン依存的な唾液腺染色体上に誘導されるパフを指標とした局在探索の結果、2系統局在因子を単離した。これら因子はヒストンシャペロン因子であることが判明し、このタンパクはヒストンと強固に結合すると共に、エクダイソン依存的なクロマチン構造変換に重要であることを見出した。更にこのヒトホモログ遺伝子は染色体転座におけるある種の白血病の原因遺伝子であることが判明しており、クロマチン構造変換制御機構の破綻による表現系の一端を理解できると示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Human expanded polyglutamine androgen receptor mutants in neurogeneration as a novel ligand target (2005)
  • Author(s): Furutani, T., Takeyama, K., Tanabe, M., Koutoku, H., Ito, S., Taniguchi, N., Suzuki, E., Kudoh, M., Shibasaki, M., Shikama, H., Kato, S.
  • Journal Title: J Pharmacol Exp Ther 315 Pages: 545-552
• [Journal Article] A role of androgen receptor protein in cell growth of an androgen-independent prostate cancer cell line (2005)
  • Author(s): Furutani, T., Takeyama, K., Koutoku, H., Ito, S., Taniguchi, N., Suzuki, E., Kudoh, M., Shibasaki, M., Shikama, H., Kato, S.
  • Journal Title: Biosci Biotechnol Biochem 69 Pages: 2236-2239
  • NAID: 130000030502
• [Journal Article] Splicing potentiation by growth factor signals via estrogen receptor phosphorylation (2005)
  • Author(s): Masuhiro, Y., Mezaki, Y., Sakari, M., Takeyama, K., Yoshida, T., Inoue, K., Yanagisawa, J., Hanzawa, S., O'Malley B.W., Kato, S.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA 102 Pages: 8126-8131
• [Journal Article] Study of androgen receptor functions by genetic models (2005)
  • Author(s): Matsumoto, T., Takeyama, K., Sato, T., Kato, S.
  • Journal Title: J Biochem (Tokyo) 138 Pages: 105-110
  • NAID: 10017346349
• [Journal Article] A novel genetic system for analysis of co-activators for the N-terminal transactivation function domin of the human androgen receptor (2004)
  • Author(s): Takeyama K., Ito S., Sawatsubashi S., et al.
  • Journal Title: Biosci Biotechnol Biochem. 68・6 Pages: 1209-1215
• [Journal Article] Transrepression by a liganded nuclear receptor via a bHLH activator through co-regulator switching (2004)
  • Author(s): Murayama A., Kim M., Yanagisawa J., Takeyama K., Kato S.
  • Journal Title: EMBO J. Apr 07・23 Pages: 1598-1608
• [Journal Article] Wnt/beta-certain and estrogen signaling converege in vivo. (2004)
  • Author(s): Kouzmenko AP., Takeyama K., Ito S., et al.
  • Journal Title: J Biol Chem. 279・39 Pages: 40255-40258
• [Journal Article] In vivo potentiation of human oestrogen receptor alpha by Cdk7-mediated phosphorylation. (2004)
  • Author(s): Ito S., Takeyama K., Yamamoto A., et al.
  • Journal Title: Genes Cells. Oct;9・10 Pages: 983-992
• [Journal Article] Modulation of oestrogen receptor signalling by association with the activated dioxin receptor. (2003)
  • Author(s): Ohtake F., Takeyama K., Matsumoto T., et al.
  • Journal Title: Nature 423・6939 Pages: 545-550
• [Journal Article] Androgen-dependent neurodegeneration by polyglutamine-expanded human androgen receptor in Drosophila (2002)
  • Author(s): Takeyama K., Ito S., Yamamoto A., et al.
  • Journal Title: Neuron 35・5 Pages: 855-864