YAC-TgMを用いたエンハンサーとプロモーター相互作用における距離感受性の解析

• Project/Area Number: 16688010
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 谷本 啓司 筑波大学, 大学院生命環境科学研究科, 助教授 (90261776)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥24,830,000 (Direct Cost: ¥19,100,000、Indirect Cost: ¥5,730,000); Fiscal Year 2006: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2005: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000); Fiscal Year 2004: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
• Keywords: 遺伝学 / ゲノム / 発現制御 / 遺伝子スイッチング / β-グロビン / 酵母人工染色体 / トランスジェニック・マウス

Research Abstract

平成17年度までに、マウスに導入したヒト・βグロビン遺伝子座(HS1/λ)において、LCRエンハンサーとεグロビン遺伝子間の距離(本来は5.6kb)をλDNA(約2.3kb)の挿入により大きくすることで、その転写が10%以下に低下することを示した。
平成18年度は、(1)この表現型が、λDNA断片の挿入によりε遺伝子特異的なエンハンサーを破壊したことによるのではないことを証明し、また、(2)ε遺伝子がエンハンサーとの距離に対して感受性を持つ分子メカニズムを解明する、ことを研究の目的とした。
上記の目的を達成するために、(1)LCRとε遺伝子間の、前回とは異なる位置にλDNAを挿入してトランスジエニック・マウスを作製(ε/λ)した。同マウスにおいてもε遺伝子発現の著しい低下が認められたことから、εグロビン遺伝子のLCRエンハンサーに対する距離感受性がさらに確かなものとなった。
(2)次に、LCRに対する距離感受性を(少なくともdefinitive stageにおいては)持たないβ遺伝子プロモーターの配列を模倣し、変異型εプロモーター(Bepsi)を作製した。同変異と"HS1/λ"とを組み合わせてトランスジェニック・マウスを作製(HS1/λ/Bepsi)し、同遺伝子の発現解析を行った。その結果、BepsiプロモーターはLCRに対する距離感受性を持たないことがわかった。さらに、同トランスジェニック・マウスの内在の転写因子(EKLF)を破壊したところ、Bepsiプロモーターといえども、距離感受性となることがわかった。以上の結果から、本来エンハンサーの近位に存在するε遺伝子は距離感受性があり、遠位に存在するβ遺伝子は距離感受性がないこと。この違いは転写因子EKLFにより規定されることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Fine tuning of globin gene expression by DNA methylation (2006)
  • Author(s): Goren A, Simchen G, Fibach E, Szabo PE, Tanimoto K, Chakalova L, Pfeifer GP, Fraser PJ, Engel JD, Cedar H.
  • Journal Title: PloS ONE 1・1
• [Journal Article] Adult stage gamma-globin silencing is mediated by a promoter direct repeat element (2005)
  • Author(s): Omori, A., Tanabe, O., Engel, J.D., Fukamizu, A., Tanimoto, K.
  • Journal Title: Molecular and Cellular Biology 25(9) Pages: 3443-3451
• [Journal Article] Adult stage γ-globin gene silencing is mediated by a direct repeat element in its promoter (2005)
  • Author(s): Akane Omori et al.
  • Journal Title: Molecular and Cellular Biology 25・9(in press)
• [Journal Article] Identification of cis-regulatory sequences in the human angiotensinogen gene using transgene coplacement and site-specific recombination (2005)
  • Author(s): Taku Shimizu et al.
  • Journal Title: Molecular and Cellular Biology 25・8(in press)