胃壁細胞への分化とGATAGC配列を認識するDNA結合蛋白質の役割

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05273212
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 前田 正知 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (80190297)
• Keywords: 胃壁細胞 / 消化管 / 胃酸分泌酵素 / DNA結合蛋白質 / 転写制御 / GATAファミリー / 転写調節因子 / 細胞特異的転写

Research Abstract

ラットβサブユニットの遺伝子上流域に存在するGATAGC配列は,血液系細胞の転写調節因子(GATA・DNA結合蛋白質)の認識配列[(A/T)GATA(A/G)]とよく似ており、同様のDNA結合部位を持った胃の核蛋白質がGATAGC配列に結合すると考えた。実際、ヒトβサブユニット遺伝子では、TATA配列の上流にGATA結合蛋白質の認識配列のみが存在していた。そこでGATA結合蛋白質のDNA結合部位に対応する塩基配列の一部を合成しプライマーとし、ラットの胃やブタの胃粘膜のcDNAを用いてPCRを行った。その結果、いままでに知られていない、3種のGATA結合蛋白質に対応する核酸配列を得ることができた。それらを、GATA-GT1,-GT2,-GT3(Gastrointestinal Tract)と命名した。これらの部分配列を用いてラットのcDNAライブラリーをスクリーニングし、GATA-GT1とGATA-GT2の全長をコードするクローンを得た。推定一次構造より、それらが全く新しい蛋白質であることを明らかにした。両者はともに胃粘膜に特異的に発現していた。また、大腸菌の菌体内で合成させたものを用いると、胃酸分泌酵素のαとβサブユニット遺伝子に共通の認識配列[(G/C)PuPu(G/C)NGAT(A/T)PuPy]に結合した。細胞分化にこれらのGATA結合蛋白質が果たす役割を明らかにするためには、培養細胞を用いることが必要になる。ヒトの胃癌細胞のなかにヒスタミンH2受容体(胃では壁細胞に存在)を発現しているものがあり、この細胞が同時にGATA-GT1も発現していることを明らかにした。H2受容体遺伝子をクローニングし、上流配列をルシフェラーゼ遺伝子上流に連結しこの細胞に導入すると、ルシフェラーゼ活性を検出できるようになった。

Research Products

• [Publications] 田村 茂彦 他: "Gastric DNA-binding proteins recognize upstream sequence motifs of parietal cell specific genes." Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A.90. 10876-10880 (1993)
• [Publications] 前田 正知: "Gastric proton pump(H^+/K^+-ATPase):Structure and gene regulation through GATA DNA-binding protein(s)." Journal of Biocemistry. 115. 6-14 (1994)
• [Publications] 前田 正知: "nanoGIGA Vol.2" 日本臨床社, 5 (1993)