Target gene specificity of transcription factors involved in environmental stress response

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K08617
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: KATSUOKA FUMIKI 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (30447255)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: Nrf1 / Nf2 / 小Maf / ストレス応答

Outline of Final Research Achievements

In response to oxidative, xenobiotic stresses and cellular dysfunction, cells turn on a battery of cytoprotective genes　to cope with them. These stress responses are regulated in part by various combinations of heterodimers composing bZIP transcription factors, CNC (Nrf1, Nrf2, Nrf3, p45 NFE2) and small Maf proteins (MafF, MafG, MafK). In this study, we established a new　assay system, which allows us to analyze the function of each CNC-sMaf dimer specifically without interference from other endogenous CNC-sMaf dimers or sMaf homodimers. Using this system, together with next generation sequencing analyses, we have clearly shown that Nrf1-MafG and Nrf2-MafG heterodimers show different target gene specificity, while they bind to the same DNA sequences.

Free Research Field

遺伝子発現制御

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代シークエンス技術の発展により、包括的なヒト全ゲノム情報が蓄積しつつある。そして蓄積したゲノム情報の、機能アノテーション（意味付け）が重要となっている。しかしながら、機能的に重複したファミリーを形成する転写因子の正確な機能や、その因子が機能する遺伝子発現制御領域のアノテーションは不足している。本研究では、新規に確立した解析系を用いることで、Nrf1-MafG, Nrf2-MafG二量体の分子としての機能解明に取り組み、両者の結合配列に違いはないものの、機能的な点で明確な差異があることを実証した。これら情報は、遺伝子発現制御の分子機構の理解に役立つものと期待される。