レポータ遺伝子による脳内エストロゲン受容体陽性ニューロンの同定と機能解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10480227
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 佐久間 康夫 日本医科大学, 医学部, 教授 (70094307)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 折笠 千登世 (佐藤 千登) 日本医科大学, 医学部, 助手 (20270671) ; 木山 裕子 日本医科大学, 医学部, 講師 (60234390) ; 加藤 昌克 日本医科大学, 医学部, 助教授 (90143239)
• Keywords: エストロゲン受容体 / 遺伝子発現 / エストロゲン応答配列 / DNA折れ曲がり

Research Abstract

エストロゲンはエストロゲン受容体(ER)を介してさまざまな組織の発達、分化、機能等の制御に重要な役割を果たしている。ER遺伝子自身もエストロゲン応答配列(ERE)をプロモーター領域にもつエストロゲン応答遺伝子であり、その発現は転写及び転写後の両段階を含む過程により時期・組織特異的な制御を受ける。遺伝子の発現には、真核細胞核内のDNA、ヌクレオソーム、クロマチン、染色体といった階層構造が関与する。階層的な遺伝子制御に大きな影響を及ぼす一因にDNAの折れ曲がり構造がある。circular pemutation assayによりER遺伝子5'上流のプロモーター領域3kbに折れ曲がり構造を同定した。この領域に同定された5カ所の折れ曲がり(ERB-4からERB+1)のうち、3カ所はヌクレオソーム構造から予測される周期に合致したが、ほかの2カ所は合致しなかった。いずれも潜在的な折れ曲がり中心配列であるA2N8A2N8A2(A/A/A)を含み、短いpol(dA)・poly(dT)配列を伴っていた。折れ曲がりの一つであるERB-2の詳細なマッピングから、このA/A/A配列と、エストロゲン応答配列の半分(half ERE motif)を含むすぐ隣接する20bpの配列が、折れ曲がりに関与することが判明した。ルシフェラーゼをレポーター遺伝子として用いた転写活性実験により、この配列がエストロゲン反応性を持つことを示した。さらに、この配列に変異を起こした実験により、エストロゲン反応性はhalf ERE motifに隣接したA4 tractに関係することを明らかにした。このhalf ERE motifとmutantの一つであるGGTTAは核タンパクに対し同様の親和性を示した。これらの結果から、周期性DNA折れ曲がり構造がER発現の転写調節因子として働いていると結論した。

Research Products

• [Publications] Kondo Y., Sachs BD., Sakuma Y.: "Importance of the medial amygdala in rat penile erection evoked by remote stimuli from estrous females" Behavioural Brain Research. 91(1/2). 215-222 (1998)
• [Publications] Soga T., Sakuma Y., Parhar IS.: "Testosterone differentially regulates expression of GnRH messenger RNAs in the terminal nerve, preoptic and midbrain" Molecular Brain Research. 60(1). 13-20 (1998)
• [Publications] Tashiro S., Kondo Y., Sakuma Y.: "Temporal coincidence between the excitation of ventromedial hypothalamic efferents and the induction of lordosis reflex" Endocrine Journal. 45(4). 519-528 (1998)
• [Publications] Parhar IS., Soga T., Ishikawa Y., Nagahama Y., Sakuma Y.: "Neurons Synthesizing gonadotropin-releasing hormone mRNA subtypes have multiple developmental origins in the medaka" Journal of Comparative Neurology. 401(2). 217-226 (1998)
• [Publications] Parhar IS., Soga T., Sakuma Y.: "Quantitative in situ hybridization of three gonadotropin-releasing hormone-encoding mRNAs in castrated and progesterone-treated" General and Comparative Endocrinology. 112(3). 406-414 (1998)
• [Publications] Onishi Y., Wada-Kiyama Y., Kiyama R.: "Expression-dependent perturbation of nucleosomal phases at HS2 of the human β-LCR : Possible correlation with periodic bent" Journal of Molecular Biology. 284(4). 989-1004 (1998)
• [Publications] 佐久間康夫(編著): "内分泌生理学講義" 丸善株式会社, 180 (1999)