「細胞融合反応の基礎と細胞工学への応用」

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01102028
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡田 善雄 大阪大学, 細胞工学センター, 名誉教授 (30029756)
• 研究分担者: 浅野 朗 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (30029938) ; 米田 悦啓 大阪大学, 細胞工学センター, 助教授 (80191667) ; 岡田 泰伸 京都大学, 医学部, 講師 (10025661) ; 大西 俊一 京都大学, 理学部, 教授 (00025272) ; 田中 亀代次 大阪大学, 細胞工学センター, 教授 (80144450)
• キーワード: 細胞融合 / 膜融合 / エンドソ-ム / カルシウム / 色素性乾皮症 / DNA修復 / ES細胞 / 遺伝子標的導入法

研究概要

生体膜融合の基礎については、フロ-サイトメトリ-法と、薬物感受性とを組み合わせて、LDLのコレストロ-ルを増殖に必要とする細胞のなかから選別して、エンドソ-ムーリソソ-ム輸送の変異株を得ることに成功し、細胞内の膜融合の新しい解析系が出来た。電気的膜融合のCa^<2+>イオン依存性については、細胞内のCa^<2+>が必要なこと、カルパインとは異なる内因性チオ-ルプロテア-ゼが必要なことが明らかになった。また、細胞容積調節過程にはCa^<2+>要求性のエキソサイト-シスが必要なことも分かった。
細胞工学への応用に関しては、班員間[田中、角田、岡田(善)]の共同研究により色素性乾皮症(XP)のモデルマウスが出来る見通しが立ったのが最も重要な成果である。XPのA群を正常に戻す遺伝子、XPAC、はDNA修復活性を示すためには、そのZnフィンガ-構造が必要であること、及び、核移行シグナルの存在と同定が、人工変異導入法で明らかになった。遺伝子標的導入法でマウス胚幹細胞(ES細胞)のXPAC遺伝子を破壊し、これを胚盤胞に戻して体細胞キメラマウスを得ることに成功した。さらに、XPACの対立遺伝子を両方とも破壊したES細胞を得て、それがXP細胞と同様にDNA修復能に欠損をもつことを確認し、XPAC遺伝子を破壊されたホモ接合マウスガ、上述のモデルマウスになる事を示した。なお、日本人A群XP患者には、イントロン3のスプライシング変異、エキソン3のノンセンス変異およびエキソン3のノンセンス変異が見られることを明らかにし、その簡単な診断法も確立した。更に、ES細胞由来の生殖系列キメラの有効な作製法、除核マウス未受精卵とES細胞の融合によるES細胞由来の個体を得る方法をほぼ確立した。

研究成果

• [文献書誌] O.Kuge,M.Nishijima,Yuzuru Akamatsu: "A cloned gene encoding phosphatidylserine decarboxylase complements the phosphatidylserine biosynthetic defect of a Chinese hamster ovary cell mutant" J.Biol.Chem.266. 6370-6376 (1991)
• [文献書誌] O.Kuge,M.Nishijima,Yuzuru Akamatsu: "A Chinese hamster cDNA encoding a protein essential for phosphatidylserine synthetase I activity" J.Biol.Chem.266. 24184-24189 (1991)
• [文献書誌] Y.ーS.Bae,M.Chiba,M.Ohira,H.Ikeda: "A shuttle vector for analysis of illegimate recombination in mammalian cells:Effects of DNA topoisomerase inhibitors on deletion frequency" Gene. 10. 285-289 (1991)
• [文献書誌] N.Miura,I.Miyamoto,H.Asahina,I.Satokata,K.Tanaka,Y.Okada: "Identification and characterization of XPAC protein,the gene product of human XPAC (Xeroderma pigmentosum group A complementing) gene" J.Biol.Chem.266. 19786-19789 (1991)
• [文献書誌] I.Miyamoto,N.Mirua,H.Niwa,J.Miyazaki,K.Tanaka: "Mutational analysis of the structure and function of the XPAC protein:Identification of essential domains for nuclear localization and DNA excission repair" J.Biol.Chem.267. (1992)
• [文献書誌] Y.Kato and Y.Tsunoda: "Synchronous division of mouse two cell embryos with nocodazole in vitro" J.Reprod.Fert.(1992)
• [文献書誌] K.Asano,and A.Asano(Aloia,R.C.,Curtain,C.C.,&Gordon,L.M.(eds)): "A molecular study of the fusion reaction between viral and cell membranes;Advancesin Membrane Fluidity,Vol.6,“Membrane Interactions of HIV,"" WileyーLiss,Inc.,New York,N.Y, 275-282 (1992)