2016 Fiscal Year Annual Research Report
Photoregulation of gene expression and enzymatic activity by dimerization of LOV protein
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26440077
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
久冨 修 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (60231544)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光遺伝学 / 転写因子 / LOVドメイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
AUREO1のbZIP-LOVドメインは、還元的条件下で単量体として存在するが、青色光の照射により可逆的に二量体化して標的DNAへの結合性を増加させる。申請者は、このbZIP-LOVドメインを参考に光ジッパータンパク質（PZ）を作成し、平成26年度～28年度に以下のような研究を行った。
（１）DNAと結合する塩基性領域、ロイシンジッパー（ZIP）領域、リンカー領域を段階的に削除した変異タンパク質を作成して、光依存的な二量体化を解析した。その結果、ZIP領域を削除した変異体では暗状態では二量体型が、明状態では単量体型が増加したことから、暗状態では分子内のZIP-LOV相互作用が、明状態では分子間のZIP-ZIPおよびLOV-LOV相互作用が働いていることが示唆された。PZの優れたスイッチング特性は、これらの相互作用に由来することが示唆された。実際に、ZIP領域のアミノ酸を置換した変異体を作成し、明状態でZIP-ZIP間に塩橋が形成されていることを示した。
（２）PZにYFPあるいはmCherryを連結した融合タンパク質が、青色光を照射した際にPZと同じスペクトル変化を生じることを示した。また、それらの融合タンパク質が光依存的に二量体化し、DNAへの結合性を増大させることを明らかにした。また、YFP-mCherry間のFRETが観察されたことから、ヘテロ二量体が形成されることも示された。さらに、c-Junの塩基性領域を持つ融合タンパク質（cJun-PZ）を作成して、それが光依存的に二量体化することを明らかにした。
（３）VP-16の転写活性化ドメインとPZを融合させた遺伝子を作成するとともに、ルシフェラーゼ遺伝子を発現するレポータープラスミドとともに動物の培養細胞に導入して、明・暗条件下でのルシフェラーゼ活性を解析した。
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[Presentation] Undergraduate education in geochemistry and cosmochemistry at Osaka University, Japan2016
Author(s)
H. Yabuta, T. Kondo, S. Nakashima, S. Sasaki, H. Shibai, K. Terada, M. Toyoda, T. HironoI, O. Hisatomi, K. Saiki, H. Terasaki, C. Uyeda, C. Yamanaka, J. Aoki, K. Hashizume, Y. Kawai, T. Sakaiya, A. Tani
Organizer
Goldschmidt Conference
Place of Presentation
Yokohama, Japan
Year and Date
2016-06-26 – 2016-07-01
Int'l Joint Research
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