生細胞内(insitu)でタンパク質間の相互作用を解析・同定する新規な方法の開発

• Project/Area Number: 18770148
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山口 雄輝 Tokyo Institute of Technology, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (50345360)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 生体高分子構造・磯能 / ケミカルパイオロジー / クロスリンカー / タンパク質間相互作用 / ブロテオーム解析 / 生体高分子構造・機能 / ケミカルバイオロジー / プロテオーム解析

Research Abstract

本研究の目的は,生細胞内の目的タンパク質にケミカル(低分子化合物)を導入し,それを利用して近傍の生体分子を同定するという新しい相互作用因子解析法を開発することであり,そのためにまずin vitro のモデル系で検討を行った.転写伸長因子HDAgに,Cys残基を介して光活性化型クロスリンカーAETを導入し, RNAポリメラーゼIIのHDAg結合表面の決定を試みた. RN AポリメラーゼIIは12個のサブユニットからなる.解析の結果,HDAgはRNAポリメラーゼIIのRpblサブユニットのN末端およびRpb2サブユニットのむ末端と特異的にクロスリンクされることが分かった.これらの領域はRNAポリメラーゼIIの立体構造の中でクランプと呼ばれるドメインに相当することから, HDAgはRNAポリメラーゼIIのクランプに結合すると考えられ,転写伸長因子の作用を理解する上で重要な知見が得られた(Yamaguchiら2007).
引き続いてin vivo の検討を行なったが,技術的な困難に直面し,期間内に有意義な成果を挙げることができなかった.そこで,これと平行して進めた研究の成果を代わりに報告する.アトラジンは世界で最も多く使われる除草剤の1つだが,植物だけでなく動物に対しても生殖器系などに悪影響を及ぼすことが指摘されている.アトラジンのこうした作用の分子機構を理解するため,アフィニティクロマトグラフィーの手法によりアトラジン結合タンパク質を探索したところ,ミトコンドリアのFIFO-ATP合成酵素が同定された.アトラジンは精子の運動性低下を引き起こすことが知られていたので,それについて調べたところ,アトラジンはFIFO-ATP合成酵素を阻害し,細胞内のATPプールを減少させることで,精子の運動性低下を引き起こすことは判明した(Haseら2008)

Research Products

• [Journal Article] Atrazine binds to FIF0-ATP synthase and inhibits mitochondrial function in sperm (2008)
  • Author(s): Hase, Y., Tatsuno, M., Nishi, T., Kataoka, K., Kabe, Y., Yamaguchi, Y., Ozawa, N., Natori, M., Handa, H., Watanabe, H.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 366・1 Pages: 66-72
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NELF interacts with CBC and participates in 3'-end processing of replication-dependent histone mRNAs (2007)
  • Author(s): Narita, T., Yung, T.M.C., Yamamoto, J., Tsuboi, Y., Tanabe, H., Tanaka, K., Yamaguchi, Y., Handa, H.
  • Journal Title: Molecular Cell 26・3 Pages: 349-365
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DSIF contributes to transcriptional activation by DNA-binding activators by preventing pausing during transcription elongation (2007)
  • Author(s): Zhu, W., Wada, T., Okabe, S., Taneda, T., Yamaguchi, Y., Handa, H.
  • Journal Title: Nucleic Acid Research 35・12 Pages: 4064-4075
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepatitis delta antigen binds to the clamp of RNA polymerase IIand affects transcriptional fidelity (2007)
  • Author(s): Yamaguchi, Y., Mura, T., Chanarat, T., Okamoto, S., Handa, H.
  • Journal Title: Genes to Cells 12・7 Pages: 863-875
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential regulation of NF-kB by elongation factors is determined by core promoter type (2007)
  • Author(s): Amir-Zilberstein, L., Ainbinedr, E., Taube, L., Yamaguchi, Y., Handa, H., Dikstein, R.
  • Journal Title: Molecular and Cellular Biology 27・14 Pages: 5246-5259
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evidence that SV40 VP1-DNA interactions contribute to the assembly of 40-nm spherical viral particles (2007)
  • Author(s): Tsukamoto, H., Kawano, M., lnoue, T., Enomoto, T., Takahashi, R., Yokoyama, N., Yamamoto, N., Imai, T., Kataoka, K., Yamaguchi, Y., Handa, H.
  • Journal Title: Genes to Cells 12・11 Pages: 1267-1279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] hnRNP-U enhances the expression of specific genes by stabilizing mRNA (2007)
  • Author(s): Yugami, M., Kabe, Y., Yamauchi, Y., Wada, T., Handa, H.
  • Journal Title: FEBS Letters 581・1 Pages: 1-7
• [Journal Article] NELF interacts with CBC and participates in 3'-end processing of replication-dependent histone mRNAs (2007)
  • Author(s): Narita, T., Yung, T.M.C., Yamamoto, J., Tsuboi, Y., Tanabe, H., Tanaka, K., Yamaguchi, Y., Hand, H.
  • Journal Title: Molecular Cell (in press)
• [Journal Article] Hepatitis delta antigen binds to the clamp of RNA polymerase II and affect ranscriptional fidelity (2007)
  • Author(s): Yamaguchi, Y., Mura, T., Chanarat, T., Okamoto, S., Handa, H.
  • Journal Title: Genes to Cells (in press)
• [Journal Article] TFII-I down-regulates a subset of estrogen-responsive genes through its interaction with an initiator element and estrogen receptor α (2006)
  • Author(s): Ogura, Y., Azuma, M., Tsuboi, Y., Kabe, Y., Yamaguchi.Y., Wada, T., Watanabe, H., Handa, H.
  • Journal Title: Genes to Cells 11・4 Pages: 373-381
• [Journal Article] Transcriptional pausing caused by NELF plays a dual role in regulating immediate-early expression of the junB gene (2006)
  • Author(s): Aida, M., Chen, Y., Nakajima, K., Yamaguchi Y., Wada, T., Handa, H.
  • Journal Title: Molecular and Cellular Biology 26・16 Pages: 6094-6104
• [Journal Article] Knock-down of 25-kDa subunit of cleavage factor Im in HeLa cells alter alternative polyadenylation within 3' UTRs (2006)
  • Author(s): Kubo, T., Wada, T., Yamaguchi, Y., Shimizu, A., Handa, H.
  • Journal Title: Nucleic Acid Research 34・21 Pages: 6264-6271
• [Book] Hepstitis Delta Virus (2006)
  • Author(s): Handa, H., Yamaguchi, Y.(Ed.)
  • Total Pages: 94
  • Publisher: Landes Bioscience, Texas, USA