2014 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
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24510270
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
内海 文彰 東京理科大学, 薬学部, 准教授 (00256679)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 転写制御 / 転写因子 / インターフェロン応答 / DNA修復 / ミトコンドリア関連 / 細胞老化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、DEAE-デキストランを用いた多検体プロモーター活性測定法によって、種々のヒト遺伝子プロモーター領域に存在する重複GGAA配列の重要性を明らかにした。そして、種々のヒト培養細胞に対する分化誘導、DNA損傷刺激やインターフェロン処理後に複数のヒト遺伝子プロモーターの応答について同時に検討することが可能となった。本年度は、特にインターフェロン（IFN）応答性遺伝子（ISG）の一つで抗ウイルス因子をコードするヒトOAS1遺伝子が、ETSファミリー転写因子ELF1のGGAA重複配列への結合によって制御されていることを見出した。このOAS1遺伝子の制御に転写因子Sp1や癌抑制因子Rb1が関わることは新しい発見であり、現在国際的な学術誌に投稿中である。ISGに属する多くの遺伝子転写開始点付近に重複GGAA配列の存在することはヒトゲノムデータベース検索によって確認されている。従って重複GGAA配列制御によるIFN応答性転写メカニズムを明らかにすれば、副作用のあるIFNを用いずに（ELF1等転写因子をコードする）特定の遺伝子導入でがんや白血病の治療が可能となるはずである。
また、これまでの研究からクエン酸回路、電子伝達系の酵素等ミトコンドリア機能に関わるタンパク質やDNA修復因子をコードする多くの遺伝子がhead-head結合パートナー遺伝子を持ち、その両方向性プロモーター領域に重複GGAA配列が高頻度で存在することも明らかとなっている。該当する遺伝子のコードするタンパク質の多くは細胞のがん化や老化に関わっている。そこで現在、ISGプロモーターばかりでなく、ヒトミトコンドリア機能やDNA修復に関連する遺伝子のプロモーター領域のクローニングを行い、各遺伝子プロモーターの抗老化薬物等に対する応答性について検討する準備も進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ヒトゲノムデータベース検索を行い、IFN応答、ミトコンドリア機能、DNA修復等に関わるタンパク質をコードする遺伝子の転写開始点付近に重複GGAA配列が高頻度で見出されることが明らかとなった。現在その検索結果をもとに、約５０程のヒト遺伝子5'-上流領域をクローニングすることに成功したが、解析を進める上で重要と考えられるDNAPKCS等の遺伝子プロモーター領域がいくつか不足している。PCRによるゲノムDNA断片合成に用いるプライマー設計ではTm値等も含めて慎重に行っているが、クローン化に至るまでに時間を要する場合があるためと考えられる。
これまでの研究から、重複GGAA配列を5'-上流領域に持つ複数の遺伝子のデリーションや変異導入解析の結果が得られており、既にいくつかの遺伝子プロモーター領域の解析結果について論文をまとめ、それらを国際学術誌に投稿している。しかしながら論文投稿後にレビューワーから幾つか重要と考えられる実験が要求されており、それらを実行、再現するためにかなり時間を要しているため、プロジェクト全体としては計画通りに進んでいないと感じられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、現在国際学術誌に投稿または投稿準備中の「ヒト遺伝子プロモーター領域の解析」に関わる実験を完了させなければならない。特にいくつかのヒト遺伝子プロモーター領域の解析についての報告は今後の研究を推進する上でも重要である。
これまでの研究から、種々のヒト遺伝子プロモーター領域に存在する重複GGAA配列の存在について報告してきた。そこで、今後はDNAマイクロアレー解析や次世代シークエンサー解析等によって本プロジェクトで行ってきた細胞刺激に応答する遺伝子を再度確認することが必要である。また、本プロジェクトは、TATAボックスではなく重複GGAA配列による転写制御メカニズムを明らかにすることが主たる目的ではあるが、将来的にがんの診断、治療や老化の予防に役立つ成果が得られなければならない。具体的には、特に抗がん/抗老化薬物として最近注目されているレスベラトロールやラパマイシンに応答する遺伝子とそれらのプロモーターについて再検討してみる必要がある。そのような遺伝子発現制御における重複GGAA配列の果たす役割を明らかにすることを見据えて実験を推進していきたい。
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| Causes of Carryover |
本年度用いるべき試薬類として残額で購入できる適当なものがなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰り越しは試薬、培地等有効に実験にて活用する。
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[Book] DNA Repair2015
Author(s)
Fumiaki Uchiumi, Steven Larsen, Sei-ichi Tanuma
Total Pages
未定
Publisher
InTech-Open Access Publisher, Inc.
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