ノックアウトマウスを用いた基本転写伸長因子の生理機能の解明

• 研究課題/領域番号: 15770107
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 山口 雄輝 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助手 (50345360)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 転写伸長因子 / NELF / ノックアウトマウス / 胎性致死

研究概要

NELFはRNAポリメラーゼIIによる転写伸長を抑制することが知られる唯一の因子である.NELFの個体レベルでの機能を明らかにするため,NELFの4つのサブユニットのうち2つの遺伝子を破壊したマウスを作製した.NELF-E欠損マウスは一見正常に誕生し生育した.一方,NELF-A欠損マウスはE10.5以前で耐性致死となった.よく調べたところ,NELF-E欠損マウスはNELF-EのC末端側の約2/3を欠損したトランケート型タンパク質を発現していた.このC末端部分には,機能的に重要と考えていたRNA結合ドメインRRMが含まれる.NELF-Eの欠損がnullでないため断定はできないものの,以上の結果は,個体レベルでの生存に関してNELFの2つのサブユニットが対照的な要求性を示すという予想外の可能性を示した.NELF-A欠損マウスについて詳しく調べたところ,E8.5の段階で-/-変異体がメンデル律に則って見つかった.ただし,それらは一見するとE6.5に相当するような小さな胚(あるいは吸収途中と思われる残骸組織)であり,組織学的解析もそれを裏付けた.in situハイブリダイゼーションの結果によれば,NELF-Aは少なくともE8.5以降の段階で様々な組織に発現していた.以上の結果はNELFの要求性が極めて発生段階特異的に現れることを示しており,大変興味深い.そもそもNELFは転写を普遍的に制御する因子として我々が同定した.初期発生の過程で転写は2細胞期から始まっているわけだが,NELF-Aがなくても着床(E4.5)まで問題なく進み,E6.5あたりで突如として発達遅滞が引き起こされるという今回の結果は,我々にとって意外であり,NELFの遺伝子特異的な働きを明確に示すものと考えている.

研究成果

• [雑誌論文] NF-Y is essential for the recruitment of RNA polymerase II and inducible transcription of several CCAAT box-containing genes (2005)
  • 著者名/発表者名: Kabe et al.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25・1 ページ: 512-522
• [雑誌論文] Molecular characterization of Drosophila NELF (2005)
  • 著者名/発表者名: Chwen-Huey et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 33・4 ページ: 1269-1279
• [雑誌論文] Mediator requirement for both recruitment and post-recruitment steps in transcription initiation (2005)
  • 著者名/発表者名: Wang et al.
  • 雑誌名: Molecular Cell 17・5 ページ: 683-694
• [雑誌論文] Interferon regulatory factor 1 (IRF-1) and IRF-2 distinctively up-regulate gene expression and production of interleukin-7 in human intestinal epithelial cells (2004)
  • 著者名/発表者名: Oshima et al.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 24・14 ページ: 6298-6310
• [雑誌論文] Attenuation of estrogen receptor α-mediated transcription through estrogen-stimulated recruitment of a negative elongation factor (2004)
  • 著者名/発表者名: Aiyar et al.
  • 雑誌名: Genes and Development 18・17 ページ: 2134-2146
• [雑誌論文] Locus-specific requirements for Spt5 in transcriptional activation and repression in Drosophila (2004)
  • 著者名/発表者名: Jennings et al.
  • 雑誌名: Current Biology 14・18 ページ: 1680-1684
• [図書] キーワードで理解する転写イラストマップ (2004)
  • 著者名/発表者名: 山口 雄輝(分担)
  • 総ページ数: 204
  • 出版者: 羊土社
• [文献書誌] Narita et al.: "Human transcription elongation factor NELF : Identification of novel subunits and reconstitution of the functionally active complex"Molecular and Cellular Biology. 23・6. 1863-1873 (2003)
• [文献書誌] Nedialkov et al.: "NTP-driven translocation by human RNA polymerase II"Journal of Biological Chemistry. 278・20. 18303-18312 (2003)
• [文献書誌] Wu et al.: "NELF and DSIF cause promoter proximal pausing on the hsp70 promoter in Drosophila"Genes and Development. 17・11. 1402-1414 (2003)
• [文献書誌] Inukai et al.: "A novel hydrogen peroxide-induced phosphorylation and ubiquitination pathway leading to RNA polymerase II proteolysis"Journal of Biological Chemistry. (in press). (2004)
• [文献書誌] Ainbinder et al.: "Elongation inhibition by DSIF is regulated by the A20 promoter via a novel negative element and NF-κB"Molecular and Cellular Biology. (in press). (2004)
• [文献書誌] Endou et al.: "Human Spt6 stimulates transcription elongation by RNA polymerase II in vitro"Molecular and Cellular Biology. (in press). (2004)