研究課題
特定領域研究
本研究では、発生工学的手法と遺伝学的手法を用いることが容易なショウジョウバエをモデル実験系として用い、増殖シグナルによるDNA複製関連遺伝子の発現誘導の機構と、分化シグナルによる発現抑制の機構を、分子生物学的、細胞生物学的及び遺伝学的手法を用いて解明し、増殖と分化を統合的に制御するシステムを明らかにすることを目的とした。研究期間中にショウジョウバエの転写因子DREFの標的遺伝子として新たに、eIF4a遺伝子とskpA遺伝子を同定した。eIF4aは翻訳開始因子であり、またSkpAはユビキチンリガーゼを制御するSCF複合体の構成因子である。このことは、増殖に伴うタンパク質代謝回転の活発化にDREFが重要な役割を果たしていることを示唆する。一方DREF結合配列(DRE)をおとりとして、酵母one-hybridスクリーニングを行ない、DREに結合する因子のcDNAクローニングを試みた。その結果DREFの他にCutが結合因子として同定された。Cutは3つのホメオドメインと1つのCutドメインというそれぞれ独立して機能しうる4つのDNA結合ドメインを持つユニークな転写因子であり、形態形成過程における細胞運命決定因子のひとつとしても知られている。Cutがin vitroでDREに結合しうることを、ショウジョウバエKc細胞核抽出液と抗Cut抗体を用いたゲルシフトアッセイにより示した。ショウジョウバエS2細胞に二本RNAを導入してDREFをノックダウンするとPCNAプロモーター活性が低下するが、Cutをノックダウンすると逆にPCNAプロモーター活性が上昇した。このことはCutが、DREFに対して拮抗的に作用し、PCNAプロモーター活性に抑制的に働いていることを示唆する。また抗DREF抗体と抗Cut抗体を用いたクロマチン免疫沈降法により、増殖中の細胞では、主としてDREFがゲノム上のPCNAプロモーター領域に結合し、一方βエクダイソンにより増殖停止して分化が誘導された細胞では主としてCutがPCNAプロモーター領域に結合していることが示唆された。この細胞分化に伴うDREFからCutへの乗り換え現象は、増殖と分化の切り換えの仕組みを考える上でも重要な発見である。
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