生理機能の発現と組換え機構

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03267101
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 池田 日出男 東京大学, 医科学研究所, 教授 (10012775)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 島田 和典 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (40037354) ; 駒野 照弥 東京都立大学, 理学部, 助教授 (00087131) ; 大石 道夫 東京大学, 応用微生物研究所, 教授 (00126004) ; 山岸 秀夫 京都大学, 理学部, 助教授 (90025429) ; 川市 正史 京都大学, 医学部, 助教授 (00195041)
• Keywords: 抗原受容体遺伝子 / クラススイッチ組換え / 部位特異的組換え / DNA逆位 / DNAトポイソメラ-ゼ / 遺伝子の標的組込み / 家族性アミロイド-シス / TーDNA組込み

Research Abstract

(1)細胞分化におけるDNAの再編成の機構の解析。川市は、抗原受容体遺伝子のVーDーJ部分の組換え部位にある23塩基対のスペ-サ-を持つJk型の認識配列に特異的に結合する蛋白質RBPーJkを未熟リンパ球から精製し、そのアミノ酸配列を基にしてcDNAのクロ-ニングに成功し、ヒト、マウス、ショウジョウバエのRBPーJkの遺伝子構造を明らかにした。さらに、ショウジョウバエのRBPーJkの遺伝子が、Suppressor of Hairlessとして知られる末梢神経系や感覚器官の分化決定に重要な役割を果たす遺伝子であることが判明した。山岸は、同様に抗原受容体遺伝子の再編成の解析を行ない、マウス抗体L鎖VJ遺伝子再配列の産物としての環状DNAを解析し、複数個の逆位と欠失による組換えを明らかにした。マウス抗体H鎖クラススイッチの過程で産生される環状DNAを解析し、スイッチ領域のなかの部域的組換えの存在を明らかにした。大石は、ゲノムDNAのdifferential cloningのためIGCR法の方法を開発したが、さらに本方法に改良を加え、哺乳動物ゲノム中に10^<ー6>から10^<ー7>の頻度で存在する異なったDNA断片をモデル系から濃縮クロ-ニングすることに成功した。(2)原核生物における遺伝子機能の発現制御に関与する組換え機構の解析。小林は、胞子形成に関与するspoIVCA遺伝子を解析し、それが胞子形成中期に母細胞で働く部位特異的組換え酵素の遺伝子であることを発見した。この酵素はinvertaseやresolvaseと高い相同性を持ち、欠失によって胞子形成期に特異的なシグマ因子σ^Kを新しく作りだすことが分かった。駒野は、プラスミドR64のなかにrci遺伝子によって起こされるDNA逆位の存在を発見し、シャフロンモデルを提唱した。さらに、pilV遺伝子がシャフロンのDNA再編成によりC末端部を変換することで、液内接合伝達において受容菌の特異性を決定していることを明らかにした。(3)遺伝子の標的組み込みと非相同的組換え機構の解析。池田は、ファ-ジT4における非相同的組換えについて解析し、ファ-ジT4トポイソメラ-ゼと、相同的組換えに関与するファ-ジT4 uvsX遺伝子が、相同性のない、あるいは短い相同性を持つDNA間の組換えに関与することを見いだし、それぞれの機能が独立した機構で働いていることを示した。島田は、TTR(トランスサイレチン)遺伝子を単離し、家族性アミロイド-シスの原因が変異TTR遺伝子であることを明らかにした。又、ヒト変異TTR遺伝子をマウス胚性幹細胞に導入してキメラマウスを作製し、得られたキメラマウスどうしを交配することによって変異TTR遺伝子をホモ接合体として持つTTR欠損マウスの作製に成功した。町田は、Agrobacterium tumefaciens Tiプラスミド上のTーDNAが植物細胞に移動し、染色体DNAに組み込まれる機構を研究している。二つの独立に単離した形質転換タバコの染色体上のTーDNA挿入部位近傍の塩基配列を解析したところ、いずれの場合にもその近くにSINEと呼ばれる転移性の反復配列が存在することを見いだした。

Research Products

• [Publications] Y.-S.Bae,M.Chiba,M.Ohira and H.Ikeda.: "A shuttle vector for analysis of illegitimate recombination in mammalian cells:Effects of DNA topoisomerase inhibitors on deletion frequency." Gene. 10. 285-289 (1991)
• [Publications] M.Ohira,Y.-S.Bae,and H.Ikeda.: "A new type of insertion mutation in monkey cells:insertion accompanied by long targe site duplication." Mol.Gen.Genet.229. 325-333 (1991)
• [Publications] M.Kumagai and H.Ikeda: "Molecular Analysis of the recombination junctions of λbio transducing phages." Mol.Gen.Genet.230. 60-64 (1991)
• [Publications] M.Kawaichi,C.Oka,R.Reeves,M.Kinoshita,and Honjo,T.: "Recombination of exogenous interleukin 2 receptor gene flanked by immunoglobulin signal sequences in a pre-B cell line and transgenic mice." J.Biol.Chem.266. 18387-18349 (1991)
• [Publications] T.Furukawa,M.Kawaichi,N.Matsunami,H.Ryo,Y.Nishida,and T.Honjo: "The Drosophila RBP-Jk gene encodes the binding protein for the immunoglobulin Jk recombination signal sequence." J.Biol Chem.266. (1991)
• [Publications] M.Kawaichi,C.Osa,S.Shibayama,A.E.Koromilae,N.Matsunami,Y.Hamaguchi,and T.Honjo: "Genomic Organization of mouse Jk recombination signal binding protein (RBP-Jk) gene." J.Biol.Chem.267. (1992)
• [Publications] T.Hirama,S.Takeshita,Y.Yoshida,and H.Yamaguchi.: "Structure of extrachromosomal circular DNAs generated by immunoglobulin light chain gene rearrangements." Immunol.Lett.27. 19-24 (1991)
• [Publications] K.Harada and H.Yamagicshi.: "Lack of feedback inhibitionof Vk gene rearrangement by productively rearranged alleles." J.Exp.Med.173. 409-415 (1991)
• [Publications] T.Shimizu,T.Iwasato,and H.Yamagishi: "Deletions of immuloglobin Ck region characterized by the circular excision products in mouse splenocytes." J.Exp.Med.173. 1065-1072 (1991)
• [Publications] S.Yamagoe,T.Kohda,and M.Oishi: "Poly (ADP-ribose) polymerase inhibitors suppress UV-induced human immunodeficiency virus type I gene expression at the posttranscriptional level." Mol.Cell.Biol.11. 3522-3527 (1991)
• [Publications] T.Watanabe,K.Kohno,and M.Oishi: "Induction of in vitro differentiation of mouse erythroleukemia (MEL) cells by genistein,an inhibitor for tyrosine protein kinases." Cancer Res.51. 764-768 (1991)
• [Publications] K.Kondo,K.Tsuneizumi,T.Watanabe,and M.Oishi: "Induction of in vitro differentiation of mouse embryonal carcinoma (F9) cells by inhibitors of topoisomerases." Cancer Res.51. 5398-5404 (1991)
• [Publications] T.Sato,Y.Samori,and Y.Kobayashi: "The cisA cistron of Bacillus subtilis sporulation gene spoIVC encodes a protein homologous to a site-specific recombinase." J.Bacteriol.172. 1092-1098 (1990)
• [Publications] S.Fujitani,T.Komano,and S.Inoue: "A unique DNA sequence in the Myxococcus xanthus genome." J.Bacteriol.173. 2125-2127 (1991)
• [Publications] N.Furuya,T.Nishioka,and T.Komano: "Nucleotide sequence and functions of the oriT operon in IncI1 plasmid R64." J.Bacteeriol.173. 2231-2237 (1991)
• [Publications] N.Furuya and T.Komano: "Determination of the nick site at oriT of IncI1 plasmid R64:Global similarity of oriT structures of IncI1 and IncP plasmids." J.Bacteriol.173. 6612-6617 (1991)
• [Publications] S.Yi,K.Takahashi,M.Naito,F.Tashiro,S.Wakasugi,S.Maeda,K.Shimada,K.Yamamura,S.Araki: "Systemic amyloidosis in transgenic mice carrying the human mutant transthyretin (Met30) gene:Pathological similarity to human familial amyloidotic polyneuropathy,type I." Am.J.Pathol.138. 403-412 (1991)
• [Publications] K.Ohuchi,A.Matsuda,S.Maeda,K.Shimada,T.Miyakawa: "A transgenic mouse line developed to express human amyloidogenic transthyretin cDNA in the brain." Biochem.Int.23. 809-817 (1991)
• [Publications] F.Tashiro,S.Yi,S.Wakasugi,S.Maeda,K.Shimada,K.Yamamura: "Role of serum amyloid P compenent for systemic amyloidosis mice carrying human mutant transthyretin gene." Gerontology. 37(suppl.1). 56-62 (1991)
• [Publications] S.Okamoto,A..Toyoda-Yamamoto,I.Takebe,and Y.Machida: "Localization and orientation of the VirD4 protein of Agrobacterium tumefaciens in the cell membrane." Mol.Gen.Genet.228. 24-32 (1990)
• [Publications] H.Onouchi,K.Yokoi,C.Machida,H.Tatsuzaki,Y.Oshima,K.Katsuoka,K.Nakamura,and Y.Machida: "Operation of an efficient site-specific recombination system of Zygosaccharomyces rouxii in tabacco cells." Nucleic Acid Res.19. 6373-6378 (1991)