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2012 Fiscal Year Research-status Report

TATAレスプロモーターにおける重複GGAA配列の生物学的意義の解明

Research Project

Project/Area Number 24510270
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

内海 文彰  東京理科大学, 薬学部, 准教授 (00256679)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
KeywordsTATA-less promoter
Research Abstract

転写開始点付近に重複GGAA配列を持つ遺伝子の5’-上流領域の単離と塩基配列の解析
これまでに本研究室では、50種類以上のヒト遺伝子プロモーター領域を含むLucレポータープラスミドを種々の細胞にトランスフェクションし、プロモーター活性を測定する多検体アッセイ法を確立することに成功している。平成24年度においては、特にHL-60細胞分化誘導に伴って活性化するヒト遺伝子やインターフェロン(IFN)応答性遺伝子(ISG)プロモーター領域を単離し、レポータープラスミドを構築して、それらに含まれる重複GGAA配列の重要性を明らかにすることに成功した。このアッセイを応用してIFN刺激だけでなくDNA損傷刺激、細胞増殖(停止)刺激、レスベラトロール等の抗老化薬物処理等に対する重複GGAA配列の応答を調べることができる。本年度は特にヒトTP53遺伝子プロモーター領域に存在する重複GGAAモチーフの重要性を示すとともに、E2F結合エレメントが天然の物質であるレスベラトロールに対する応答に重要な役割を果たしていることを見出しており、現在国際学術雑誌への投稿の準備に取り掛かっている。さらに、In silicoゲノムDNAデータベース解析を行ったところ、ミトコンドリア機能関連遺伝子のプロモーター領域にも非常に高頻度で重複GGAA配列の見出される事実が判明したので、現在すでにそれらのプロモーター領域の解析を進める計画を開始している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、最終的な目標として以下の2つ仮説の証明に取り組むものである。即ち、一般的に真核細胞の転写開始における機能が非常によく研究されているTATAボックスではなく、重複GGAA配列によって転写が支配されるヒト遺伝子が多く存在していること、そしてこの重複GGAA配列による転写開始メカニズムがヒト遺伝子の細胞分化誘導刺激、DNA損傷応答、IFN応答、そしてエネルギー代謝応答等に重要な役割を果たしているということである。従って本研究では、まず種々のヒト遺伝子プロモーターを単離し、レポータープラスミドを構築することが必須であり、すでに研究計画においてこの点を強調している。現在得られているものとしては、OAS1を含む数種類のISGそしてTP53以外にSUMO1、E2F4、KLF4遺伝子のプロモーターがあげられるが、これらのうち幾つかについては欠失または点突然変異を導入することによってGGAA配列の重要性を見出している。以上の通り、現在までの経過は「おおむね順調に進展している」と結論された。

Strategy for Future Research Activity

現在得られているOAS1を含む数種類のISG、TP53、SUMO1、E2F4、KLF4、そしてTERT等の遺伝子プロモーターについて、細胞分化誘導刺激、レスベラトロール等の抗老化制御化合物、DNA損傷刺激、エネルギー代謝制御刺激等に対する応答を解析することができるようになった。これまでに既に明らかとなっていることとして、ETSファミリータンパク質だけでなく、NF-kappaB、IRF、あるいはSTATタンパク質等も周囲のDNA塩基配列によっては重複GGAA配列を認識する場合がある。従って、重複GGAA配列による転写反応においては複数の転写因子の関与によって正にも負にも調節可能であることが予測されている。今後の研究においては、これまでに得られている遺伝子プロモーター領域の欠失または点突然変異導入を詳しく行うことによってプロモーター活性と種々の刺激に対する応答に関わるDNA塩基配列を明らかにすると共に、EMSAやChIP解析等を行ってその配列に対する結合因子を調べ、重複GGAA配列による転写開始メカニズムを明らかにすることである。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成25年度においても平成24年度の研究を引き続き行う。即ち、種々のヒト遺伝子プロモーター領域の単離を中心に進めることになるが、細胞分化誘導遺伝子やISGのプロモーター領域ばかりでなく、ミトコンドリア機能関連遺伝子のプロモーターや人工的なDNA配列によるプロモーター活性の検討も開始するため、遺伝子工学に用いる制限酵素、修飾酵素、特に耐熱性DNAポリメラーゼ等が必要である。また、細胞培養とレポーターアッセイも継続するため、細胞培地、ウシ胎児血清、そしてLucレポーターアッセイ用試薬は必須でなる。また、DNA-タンパク質複合体検出を行うためのDIG-標識EMSA用試薬やChIPアッセイ用試薬を用いる予定であり、平成25年度において以上の研究遂行に伴った消耗品購入をした場合には、平成24年度とほぼ同額の研究費の使用が予想される。

  • Research Products

    (21 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) Book (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] PARP1 gene expression is downregulated by knockdown of PARG gene2013

    • Author(s)
      Fumiaki Uchiumi, Takeshi Watanabe, Ryo Ohta, Hideaki Abe, Sei-ichi Tanuma
    • Journal Title

      Oncol. Rep.

      Volume: 29 Pages: 1683-1688

    • DOI

      10.3892/or.2013.2321

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anticipation of a novel gene therapy inspired by a concept of iPS cells2012

    • Author(s)
      F. Uchiumi, S. Tanuma
    • Journal Title

      Pharm. Anal. Acta.

      Volume: 3 Pages: 196

    • DOI

      10.4172/2153-2435.1000196

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new protocol to discover novel anti-aging compounds2012

    • Author(s)
      F. Uchiumi, T. Oyama, K. Ozaki, M. Fukui, H. Ogawa, Y. Sasaki, H. Tachibana, C. Fukushima, M. Fujikawa, H. Abe, S. Larsen, S. Tanuma
    • Journal Title

      Pharm. Anal. Acta.

      Volume: 3 Pages: 166

    • DOI

      10.4172/2153-2145.1000166

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of thujaplicins on the promoter activities of the human SIRT1 and telomere maintenance factor encoding genes2012

    • Author(s)
      F. Uchiumi, H. Tachibana, H. Abe, A. Yoshimori , T. Kamiya, M. Fujikawa, S. Larsen, A. Honma, S. Ebizuka, S. Tanuma
    • Journal Title

      Pharm. Anal. Acta.

      Volume: 3 Pages: 159

    • DOI

      10.4172/2153-2435.1000159

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of lignin glycosides extracted from pine cones on the human SIRT1 promoter2012

    • Author(s)
      F. Uchiumi, H. Tachibana, S. Larsen, S. Tanuma
    • Journal Title

      Pharm. Anal. Acta.

      Volume: S8 Pages: 001

    • DOI

      10.4172/2153-2435.S8-001

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ビタミンE誘導化合物によるテロメア関連遺伝子プロモーター活性と発現に対する効果

    • Author(s)
      内海 文彰、尾崎 健佑、田沼 靖一
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
  • [Presentation] ヒトインターフェロン応答性遺伝子(ISG)5’-上流領域に存在する重複GGAA配配列のcis-エレメント機能の解析

    • Author(s)
      飯嶋 努、Steven LARSEN、内海 文彰
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
  • [Presentation] ヒトZNF遺伝子群の5'-上流領域の解析

    • Author(s)
      小林 洋太、河合 一、秋山 良介、大山 貴央、内海 文彰
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
  • [Presentation] ヒトTP53遺伝子プロモーター領域のレスベラトロール応答性エレメントの解析

    • Author(s)
      佐々木 優貴、杉澤 馨子、内海 文彰、田沼 靖一
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
  • [Presentation] 重複GGAA及びGC-box配列を含む人工プロモーター配列によるインターフェロン応答性の解析

    • Author(s)
      谷浦 正尚、秋山 良介、Steven LARSEN、内海 文彰
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
  • [Presentation] 重複GGAA及びGC-box配列を含む人工プロモーター配列の構築

    • Author(s)
      秋山 良介、谷浦 正尚、飯嶋 努、ラーセン スティーブン、田沼 靖一、内海 文彰
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡マリンメッセ
  • [Presentation] TPAによるHL60 細胞分化誘導時におけるヒトSUMO1 遺伝子プロモーター応答機構の解析

    • Author(s)
      大山 貴央、岡田 摩耶、今野 翠、内海 文彰
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡マリンメッセ
  • [Presentation] ヒトKLF4遺伝子プロモーター領域の解析

    • Author(s)
      河合 一、内海 文彰
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡マリンメッセ
  • [Presentation] ヒトE2F4遺伝子プロモーター領域の解析

    • Author(s)
      今野 翠、岡田 摩耶、大山 貴央、内海 文彰
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡マリンメッセ
  • [Presentation] Characterization of regulatory sequences of human-interferon stimulated genes and their differential responses to IFNs

    • Author(s)
      Steven Larsen、Fumiaki Uchiumi
    • Organizer
      第71回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌
  • [Presentation] Analysis of promoter activities of the human shelterin-encoding genes

    • Author(s)
      内海 文彰、田沼 靖一
    • Organizer
      第71回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌
  • [Book] Biological systems that control transcription of DNA repair- and telomere maintenance-associated genes, in "DNA Repair-New Research Directions"2013

    • Author(s)
      F. Uchiumi, S. Larsen, S. Tanuma
    • Total Pages
      18ページ
    • Publisher
      InTech Open Access Publisher (Rijeka, Croatia)
  • [Book] Implications of duplicated GGAA-motifs located in the human intereferon regulated genes (ISGs), in "Sequence and Genome Analysis I-Humans, Animals and Plants"2013

    • Author(s)
      F. Uchiumi, S. Larsen, A. Masumi, S. Tanuma
    • Total Pages
      19ページ
    • Publisher
      iConcept Press (Hong Kong)
  • [Book] 「東京理科大学坊ちゃん科学シリーズ」 第4巻 生命科学がひらく未来 第4章 生命科学の発展2013

    • Author(s)
      内海 文彰
    • Total Pages
      38ページ
    • Publisher
      東京書籍
  • [Book] 「新細胞生物学」 1-5 細胞の起源と進化2013

    • Author(s)
      内海 文彰
    • Total Pages
      5ページ
    • Publisher
      廣川書店
  • [Remarks] 研究室紹介

    • URL

      http://www.tus.ac.jp/ridai/doc/ji/RIJIA01Detail.php?act=nam&kin=lab&diu=1c52

URL: 

Published: 2014-07-24  

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