発生をすすめる転写制御因子複合体の核内ダイナミクス

公募研究

研究領域	遺伝情報収納・発現・継承の時空間場
研究課題/領域番号	23114709
研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
配分区分	補助金
審査区分	生物系
研究機関	大阪大学
研究代表者	近藤寿人大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (70127083)
研究期間 (年度)	2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス	完了 (2012年度)
配分額 *注記	8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円) 2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円) 2011年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード	転写因子 / 幹細胞 / 核内ダイナミクス / 遺伝情報発現 / 発現制御 / 遺伝子 / ゲノム / 細胞分化
研究実績の概要	発生をすすめる転写制御において、SOX2-POU因子複合体、SOX2-PAX因子複合体などの転写因子複合体が重要な役割を果たしている。このSOX2を含む転写制御因子複合体の核内ダイナミクスと転写制御機能との関連を分析した。具体的には、蛍光タンパク質と融合した転写制御因子（SOX2-EGFPなど）ならびにそれらの複合体の可動性をFRAPなどの光刺激の方法を用いて測定し、その時定数の違いをもとにして分子過程を解析した。体細胞全体の前駆体であるエピブラスト幹細胞 (EpiSC)と分化した体細胞での転写因子のダイナミクスを比較した。次のことが明らかになった。(1) 多くの転写制御因子の核内のFRAPの時定数は、数10秒程度であると報告されて来た。しかしそれは転写制御因子の過剰発現状態を反映するものであり、その状態の因子は転写制御に積極的には関与していない。転写制御に直接関わっている、生理的な発現レベルの転写制御因子の時定数は数秒以内であった。(2) 生理的な発現レベルでのSOX2-EGFPのFRAP時定数は、細胞種（EpiSCと繊維芽細胞株10T1/2）の間で異なっていた。SOX2が形成する転写制御因子複合体のパートナーが、細胞種ごとに異なることが、時定数の違いをもたらしている可能性がある。(3) POU/PAXとの複合体形成ができないSOX2変異体では、FRAPの時定数が有意に小さくなった。この結果は、SOX2－パートナー因子複合体と、SOX2単独の場合とで、クロマチン上での移動速度に大きな差があることを示している。最近、SOX2に、転写因子複合体として転写活性化に直接関与する分子モードと、Pioneer factorとして単独でクロマチン状態を変化させる分子モードがあることが示唆されているが、時定数が異なる２つの過程は、SOX2の２つの分子モードに対応している可能性がある。
現在までの達成度 (段落)	24年度が最終年度であるため、記入しない。
今後の研究の推進方策	24年度が最終年度であるため、記入しない。