甲状腺ホルモン応答性遺伝子、ZAKI-4、がコードする蛋白の機能解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11470225
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 村田 善晴 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (80174308)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古川 鋼一 名古屋大学, 医学部, 教授 (80211530) ; 妹尾 久雄 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (40135380) ; 加納 安彦 名古屋大学, 環境医学研究所, 助手 (50252292)
• Keywords: 甲状腺ホルモン / 脳 / マウス / in situ hybridization / クローニング / 細菌人工染色体 / 酵母人工染色体

Research Abstract

甲状腺ホルモン(T_3)が中枢神経系の発達に不可欠であることはよく知られているが、脳の発達におけるT_3作用の分子機構はいまだ解明されていない。我々がT_3応答性遺伝子としてクローニングしたZAKI-4遺伝子は分子量約26kdの蛋白(ZAKI-4蛋白)をコードし、知能発達遅延を引き起こす代表的疾患であるダウン症候群の原因遺伝子の候補であるDSCR-1遺伝子と高いホモロジーを有する。本研究は、ZAKI-4遺伝子のノックアウトマウスを作製することによりZAKI-4蛋白の機能を解明し、脳の発達におけるT_3作用の分子機構を明らかにすることを目的としている。平成11年度に実施した研究により、以下のような成果が得られた。
1.ZAKI-4遺伝子のノックアウトに向けてのZAKI-4のゲノム遺伝子のクローニングとその構造解析
マウス脳から得たcDNAの解析によりZAKI-4mRNAには少なくともαとβの2つのアイソフォームが存在することが示された。そこで、それぞれのゲノム遺伝子を細菌人工染色体および酵母人工染色体ライブラリーを用いてクローニングし、塩基配列を解析した結果、ZAKI-4αおよびβmRNAはそれぞれ異なった遺伝子よりコードされていることが明らかとなった。
2.ZAKI-4遺伝子発現の組織分布ならびに脳内の局在とその発現に及ぼすT_3の作用
ZAKI-4αおよびβmRNAを共通に認識するプローブを用いたノーザンブロット解析により、ZAKI-4mRNAの脳と心臓での強い発現が示された。また、in situ hybridizationでは、ZAKI-4 mRNAは脳内のニューロンに広範囲に発現し、特に嗅脳、大脳皮質の第6層、黒質、小脳のプルキンエ細胞で強く発現することが示された。現在、ZAKI-4αおよびβmRNAを特異的に認識するプローブを用いてZAKI-4mRNAがアイソフォーム特異的な分布を示すか否か、また、ZAKI-4αおよびβmRNAの発現にT_3がどのような影響を及ぼすかを検討中である。