高等植物における細胞周期に依存する遺伝子の転写発現制御の分子機構

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01440002
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岩渕 雅樹 京都大学, 理学部, 教授 (30000839)
• 研究分担者: 中山 卓哉 京都大学, 理学部, 助手 (30207948) ; 多羽田 哲也 京都大学, 理学部, 助手 (10183865)
• キーワード: コムギ・ヒストンH3遺伝子 / S期特異的発現 / シス制御エレメント / トランス制御因子 / DNA結合ドメイン

研究概要

細胞周期のS期に特異的に発現する遺伝子の転写発現制御機構を明らかにするため,コムギヒストンH3遺伝子を用い,その転写に関わるシス制御エレメントとトランス転写因子の解析を行ない,前年度に引き続き以下のようなかなり満足すべき成果を得た。
1.S期特異性を規定するシス・エレメント:前年度の研究で同定された3つのシス・エレメントを持つイネ形質転換細胞を作成し,細胞周期との関係についてより詳細な実験を行なった結果,これらのシス・エレメントがH3遺伝子のS期特異的転写調節に深く関与していることが明らかとなった。
2.トランス転写因子のDNA結合特異性の解析:上記3つのシス・エレメントのうち,ヘキサマ-配列に特異的に結合する因子HBPー1aとHBPー1bのDNA結合ドメインを,すでにクロ-ン化されている両因子のcDNAを利用して解析した結果,これらはいずれもロイシン・ジッパ-領域と塩基性領域を介してホモニ量体となってヘキサマ-領域に結合することが明らかとなった。また,両因子がH3遺伝子のヘキサマ-に高い親和性を持つ事が他の多くの遺伝子に存在する類似のヘキサマ-との親和性を比較することにより明らかとなった。
3.HBPー1aの機能解析:HBPー1a cDNAを持つエフェクタ-遺伝子とH3プロモ-タ-を持つリポ-タ-遺伝子を用い,この因子がH3遺伝子の転写に対し,細胞増殖状態によって違った効果を示すことを明らかにした。HBPー1bについても解析中である。また,両因子とH3遺伝子の発芽過程における転写パタ-ンの比較から,両因子がヒストン遺伝子の転写制御に深く関係していることが示された。
4.HBPー1a及びHBPー1b遺伝子の構造解析:ゲノムDNAより両因子の遺伝子がクロ-ン化された。現在,この一次構造を解析中である。

研究成果

• [文献書誌] Mikami,Koji: "Multiplicity of the DNAーbinding protein HPBー1 specific to the conserved hexameric sequence ACGTCA in various plant gene promoters" FEBS Lett.256. 67-70 (1989)
• [文献書誌] Mikami,Koji: "Specific interaction of nuclear protein HBPー1 with the conserved hexameric sequence ACGTCA in the regulatory region of wheat histone genes" Plant Cell Physiol.30. 107-119 (1989)
• [文献書誌] Nakayama,Takuya: "Cisーacting sequences that modulate transcription of wheat histone H3 gene and 3' processing of H3 premature mRNA" Plant Cell Physiol.30. 825-832 (1989)
• [文献書誌] Kawata,Takefumi: "Function of the hexameric sequence in the cauliflower mosaic virus 35S RNA promoter region" Biochem.Biophys.Res.Commun.164. 387-393 (1989)
• [文献書誌] Tabata,Tetsuya: "A protein that binds to a cisーacting element of wheat histone genes has a leucine zipper motif" Science. 245. 965-967 (1989)
• [文献書誌] Mikami,Koji: "Wheat nuclear protein HBPー1 binds to the hexameric sequence in the promoter of various plant genes" Nucl.Acids Res.17. 9707-9717 (1989)
• [文献書誌] Kanaya,Kiyoshi: "Specific binding of nuclear protein from tobacco hairy roots cultured in vitro to a 5'ーupstream region of the rolC gene of the Ri plasmid" Plant Cell Physiol.31. 941-946 (1990)
• [文献書誌] Kawata,Takefumi: "Cell cycleーregulated gene expression in transgenic plant cells" Develop.Genet.11. 205-213 (1990)
• [文献書誌] Mikami,Koji(ed.D.P.S.Verma): "Regulation of cell cycleーdependent gene expression" In“Control of Plant Gene Expression"Telford Press. (1991)
• [文献書誌] Tabata,Tetsuya: "HBPー1a and HBPー1b:Leucineーzipper type transcription factors of wheat" EMBO J.(1991)
• [文献書誌] Mikami,Koji: "Cisーacting elements and transーacting factors in the transcription of higher plant histone genes" Oxford Survey of Plant Molecular and Cell Biology. (1991)
• [文献書誌] Takase,Hisabumi: "Purification and characterization of two transcription factors.HBPー1a and HBPー1b,specific for a cisーacting element,ACGTCA,of wheat histone genes" Eur.J.Biochem.
• [文献書誌] 江口・鈴木・名取編,岩渕 雅樹(分担執筆): "発生・分化の遺伝子的背景" 東京大学出版会, 288 (1990)
• [文献書誌] 岡田・池田編,岩渕 雅樹(分担執筆): "高等植物の情報発現と制御" 丸善株式会社, 292 (1990)
• [文献書誌] 志村・村松・鈴木・近藤編,岩渕 雅樹(分担執筆): "遺伝子の発現と制御II" 丸善株式会社, 325 (1990)
• [文献書誌] 駒嶺,他8名編,岩渕 雅樹(分担執筆): "植物全能性の分子生物学" 朝倉書店, 305 (1991)