研究課題
基盤研究(C)
ニワトリδ-クリスタリン遺伝子は、水晶体細胞の分化の最初の過程であるプラコード形成とともに発現が開始される。その発現に必須なエンハンサーの最小領域であるDC5が活性化されるには、HMGドメイン因子SOX2とそのパートナーとして同定されたPairedドメイン因子Pax6の協調的な作用が必要である。協調的な転写活性化の分子機構と、その水晶体発生過程における役割を明らかにすることを目的に以下の解析を行った。in vitroでのDNA結合実験では、SOX2のHMGドメインとPax6のPairedドメインは協同的にDC5断片に結合し、効率よく三者複合体を形成した。協同的結合を示さないDC5変異体は、培養細胞においても、SOX2とPax6の共発現により活性化されることはなかった。また、クロマチン免疫沈降法により、細胞内においてもSOX2とPax6が協同的にDC5エンハンサーに結合することが示された。以上より、協同的結合に基づく三者複合体の形成が転写活性化に必須の過程であると考えられた。変異体タンパク質の解析により、転写活性化に際してはPax6の活性化領域が大きな役割を担うとともに、活性化領域間の協同性も示唆された。ニワトリ胚において、Pax6を発現している頭部外胚葉域にSox2を強制発現させると、異所的にδ-クリスタリンの発現が誘導されるとともに、プラコード様の形態変化を引き起こした。以上の結果から、SOX2とPax6が作る複合体が水晶体の初期発生過程を支配する遺伝子制御系でスイッチ的な役割を果たしていると考えられる。
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