上流に近接した遺伝子による筋型CPTI遺伝子の発現調節機構の解明と心筋症治療薬

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13771413
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 山崎 尚志 徳島大学, 薬学部, 助手 (20271083)
• Keywords: カルチニン / CPTI / ミトコンドリア / 脂肪酸β酸 / 遺伝子構造

Research Abstract

カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼI(CPTI)はミトコンドリアにおける長鎖脂肪酸のβ酸化に必須の酵素で、組織分布の異なるアイソフォームが存在する.研究代表者はこれまでに、心筋や脂肪細胞で特異的に発現している筋型CPTIをコードするcDNAや遺伝子を世界に先駆けて単離してきた.その結果、ヒト筋型CPTI遺伝子のすぐ上流には、機能的には全く関連しないCK/EKというタンパク質の遺伝子が同じ転写の方向で存在していることを明らかとした.2つの遺伝子の間は非常に狭く(およそ300bp)、CK/EK領域に筋型CPTI遺伝子の転写を調節するエレメントが存在する可能性がある.
そこで本研究では、CK/EK領域が筋型CPTI遺伝子の転写に対してどのような影響を与えているのかを明らかとするため以下の解析を行った.ヒト筋型CPTI遺伝子の転写開始部位を含む上流領域をルシフェラーゼレポーターベクターに組み込んで作成したプラスミドを、マウス線維芽細胞株3T3-L1に導入し細胞のルシフェラーゼ活性を測定した.
その結果、CK/EK領域を含まないプラスミドを導入した場合ではルシフェラーゼ活性がほとんど検出されなかったのに対して、およそ600bpのCK/EK領域も含んだ筋型CPTI遺伝子上流領域をプラスミドに組み込んだ場合は明らかなルシフェラーゼ活性が観察された.これらのプラスミドをヒト肝がん細胞株HepG2に導入した場合、CK/EK領域の有無によりルシフェラーゼ活性はほとんど変化しなかった.用いた細胞によってCK/EK遺伝子領域が筋型CPTI遺伝子の転写に与える影響が異なっていたことから、解析に用いたCK/EK領域が細胞種に特異的な機構によって筋型CPTI遺伝子の転写を亢進している可能性が強く示唆される.今後はさらに領域を絞り込み、CK/EK遺伝子領域中に存在する筋型CPTI遺伝子のエンハンサーを同定する.

Research Products

• [Publications] Y.Shinohara et al.: "Expression of NAD+-dependent isocitrate dehydrogenase in brown adipose tissue"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 281. 634-638 (2001)
• [Publications] N.Yamazaki et al.: "Structural properties of mammalian mitochondrial ADP/ATP carriers"Mitochondrion. (in press).