トランスジェニック・マウスを用いた遺伝子の組織特異的発現機構の成立に関する研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03640536
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 竹内 拓司 東北大学, 理学部, 教授 (60006426)
• 研究分担者: 山本 博章 東北大学, 理学部, 助手 (40174809)
• キーワード: トランスジェニック・マウス / チロシナーゼ遺伝子 / メラニン / 5'側上流調節領域 / 系統発生

研究概要

多細胞生物における形質発現や細胞分化の分子機構を明らかにするためには遺伝子の細胞、組織特異的な発現の調節機構を解析する必要がある。チロシナーゼはメラニン合成の鍵酵素であり、アルビノ突然変異体においてはこの酵素をコードしている遺伝子に欠損がある。チロシナーゼ遺伝子の細胞、組織特異的発現を検討するために、すでにクローン化しているマウスチロシナーゼのcDNAとゲノムのチロシナーゼ遺伝子5'側上流領域とを融合してミニ遺伝子を構築し、アルビノマウスの受精卵に導入したところ、野生型に近い形質をあらわす個体が得られ、この方法が遺伝子の細胞、組織特異的発現の研究目的に適しているという確証を得た。
本研究においては系統発生上の細胞、組織特異的遺伝子発現調節機構の成立過程を知るために、種々の脊椎動物のゲノムチロシナーゼ遺伝子から5'側上流領域をクローン化し、マウスチロシナーゼのcDNAと融合したミニ遺伝子を作製し、アルビノマウス受精卵に導入した。先づヒトチロシナーゼ遺伝子の5'側上流領域を用いた場合、その遺伝的背景から期待される野生型の形質をあらわす個体が得られ、その形質が子孫に比較的安定に伝達されるラインが樹立された。そのラインの個体で細胞レベルでの形質発現を検討したところ、メラニン合成という点では、眼の色素上皮、脈絡膜および毛包色素細胞にのみ発現が観察された。しかし、組織化学的ドーパ反応によってチロシナーゼ活性を検出すると、眼、毛包以外に腎臓においてもその発現が見られた。また、RT-PCR法によってチロシナーゼmRNAの存在を検出すると、広範な組織での発現が見られた。このことから、チロシナーゼ遺伝子の発現は転写段階のみでなく、翻訳およびそれ以降の段階においても調節を受けているものと考えられる。現在ウズラ、スッポンの調節領域についても検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Yamamoto,H.: "Phylogeny of regulatory regions of vertebrate tyrosinase gene." Pigment Cell Research. 5. 284-294 (1992)
• [文献書誌] Tanaka,S.: "Expression of tyrosinase gene in the transgenic mice: The heritable patterned coat color." Pigment Cell Research. 5. 300-303 (1992)
• [文献書誌] Tanaka,M.: "Conserved regulatory mechanisms of tyrosinase genes in mice and humans." Pigment Cell Research. 5. 304-311 (1992)
• [文献書誌] Frew,T.: "The expression of mouse tyrosinase in chick cells in vitro and in vivo." Pigment Cell Research. 5. 312-321 (1992)
• [文献書誌] Matsumoto,J.: "Production of transgenic fish carrying mouse tyrosinase gene using an orange-colored stran of medaka (Oryzias latipes)." Pigment Cell Research. 5. 322-327 (1992)
• [文献書誌] Takeuchi,T.: "Expression of tyrosinase gene in transgenic mice: Programmed versus non-programmed expression." J.Invest.Dermatol.100. 1-5 (1993)