造血系転写調節因子の活性調節機構の分子構造学的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380296
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 緒方 一博 横浜市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (90260330)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 光 横浜市立大学, 医学部, 助手 (90300962)
• Keywords: 転写制御因子 / 転写制御因子高次複合体 / Runx1 / c-Myb / C / EBP / プロモーター / アロステリック / 核磁気共鳴法

Research Abstract

本研究は,プロモーターDNA上で転写制御因子がどのような作用機序によって,標的遺伝子の転写活性を調節しているのかを解明する事を目標とした。転写制御因子による転写調節においては,DNA上で複数の転写制御因子が相互作用することによる転写制御因子-DNA複合体の安定化,およびDNAの変形を伴う転写制御因子高次会合体の形成が,機能発現上重要であると考えられる。我々は造血細胞の分化や白血病発症に関連する転写制御因子Runx1,CBFβ,c-Myb, C/EBPβ,c-Ets1などに着目し,プロモーターDNA上で協調的に転写を調節する系について,構造化学的および生化学的側面から研究し,構造活性相関の解析を行った。
複数の転写制御因子によるDNA複合体の安定化機構については,我々はRunx1-DNA相互作用に対するCBFβによる活性制御機構の研究からアロステリックな作用機序仮説を既に提唱している。その機構を分子の揺らぎの制御の観点から直接証明するために,核磁気共鳴法による磁気緩和測定実験を行い,Runx1の分子構造的揺らぎがDNAやCBFβとの結合によってどのように変化するかについて解析した。DNA上での多種タンパク質複合体の安定化における揺らぎの制御の役割が明らかになりつつある。
DNAの変形を伴う転写制御因子高次会合体の形成機構については,造血系遺伝子のプロモーターの一つであるmim-1を用いて,DNA上に遠隔に結合したc-MybとC/EBPβなどの転写制御因子による協調的転写調節活性に関する研究を行っている。mim-1プロモーターについて様々な変異を導入して転写調節能を調べた結果,各転写制御因子の結合配列のみならず,その周辺領域や転写制御因子結合部位間の相対的配置や向きなどについても,転写調節機能を発揮する上で厳密に規定されていることが明らかになりつつある。

Research Products

• [Publications] Ogata, K.: "Eukaryotic transcription complexes : cooperativity from near and afar"Current Opinion in Structural Biology. 13. 40-48 (2003)
• [Publications] 緒方 一博: "プロモーターDNA上での転写制御因子会合体の形成と転写調節の分子機構"日本結晶学会誌. 45. 19-25 (2003)
• [Publications] Ogata, K.: "c-Myb DNA-binding domain : from molecular structure to functions "Myb Transcription Factors : Their Role in Growth, Differentiation and Diseases", ed.by J.Frampton"Kluwer Academic Publishers B.V.(in press).
• [Publications] Tahirov, T.H.: "Assembly of different transcription factors, c-Myb and C/EBP・, from separated sites on a promoter"Spring-8 Research Frontiers 2003(in press).