神経分化におけるHES-1の遺伝子発現制御機構とそのターゲット因子の解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06266206
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 影山 龍一郎 京都大学, 医学部, 助教授 (80224369)
• Keywords: 神経分化 / ヘリックス・ループ・ヘリックス / 転写制御因子

Research Abstract

我々は、哺乳類の神経分化機構を転写制御因子のレベルで明らかにする目的で、ショウジョウバエの神経分化に重要な役割を果たすhairyというHLH型因子の哺乳類ホモローグHES-1について解析をおこなってきた。その結果、HES-1は神経分化因子Mash-1をターゲットにする分化制御因子であり、その発現低下が中枢神経分化の進行に重要であることを明らかにした。しかし、Mash-1ノックアウト・マウスでは中枢神経系に異常が見られず、神経分化を正に制御する未知のHLH型因子の存在が示唆されている。本研究では、そのMash-1以外の正の神経分化因子の同定を試みた。
新たな神経分化因子を同定するためにPCR法により検索したところ、新しいHLH型因子をコードする2種類の遺伝子を得た。この因子はいずれもショウジョウバエの神経分化因子atonalによく似た構造をしているのでMATH-1およびMATH-2と名付けた。いずれの因子も発生途中の神経系に特異的に高レベルに発現していた。さらにトンスフェクションの実験から、MATH-1はMash-1と同様に転写活性化作用をもち、その活性はHES-1により完全に抑制された。以上の結果から、この新しい因子はHES-1により抑制される正の神経分化制御因子の有力な候補となることが示唆された。
哺乳動物の神経分化においても、ショウジョウバエと同様、HLH型因子が重要な役割を果たしていることが明らかになってきたが、まだ関与する因子の一部が同定されたにすぎない。今回我々が新たに同定した因子をさらに個体レベルで機能解析することにより神経分化機構が一層明らかになるものと思われる。

Research Products

• [Publications] Makoto Ishibashi,et al.: "Persistent expression of helix-loop-helix factor HES-1 prevents mammalian neural differentiation in the central nervous system." EMBO Journal. 13. 1799-1805 (1994)
• [Publications] Koichi Takebayashi,et al.: "Structure chromosomal locus,and promoter analysis of the gene encoding the mouse helix-loop-helix factor HES-1:nagative autorequlation through the multiple N box elements." The Journal of Biological Chemistry. 269. 5150-5156 (1994)
• [Publications] Teiji Sakagami,et al.: "Structure and chromosomal locus of the mouse gene encoding a cerebellar Purkinje cell-specific helix-loop-helix factor HES-3." Biochemical and Biophysical Research Commmunications. 203. 596-601 (1994)
• [Publications] Koichi Takebayashi,et al.: "Structure and promoter analysis of the gene encoding the mouse helix-loop-helix factor HES-5:identification of the neural precursor cell-specific promoter element." The Journal of Biological Chemistry. 270. 1342-1349 (1995)
• [Publications] Chihiro Akazawa,et al.: "A mammalian helix-loop-helix factor structurally related to the product of Drosophila proneural gene atonal is a positive transcriptional regulator expressed in the developing nervous system." The Journal of Biological Chemistry. (in press). (1995)
• [Publications] Chikako Shimizu,et al.: "MATH-2,a mammalian helix-loop-helix factor structurally related to the product of Drosophila proneural gene atonal,is specifically expressed in the nervous system." European Journal of Biochemistry. (in press). (1995)