肢芽におけるホメオボックス遺伝子の発現制御機構の解析

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04270201
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 黒岩 厚 東北大学, 抗酸菌病研究所, 助教授 (20134611)
• キーワード: 肢芽 / ホメオボックス遺伝子 / 転写制御

研究概要

HoxA及びHoxDクラスターのAbdB遺伝子群は、肢芽の形態形成においてそれぞれ基部先端部、前後軸に沿って固有の領域特異的パターンを示す。それぞの発現領域の境界部は前軟骨凝集塊の分枝分節の二分岐の位置に対応し、実際の二分岐に先行した発現パターンが確立する。HoxA11は前腕部のそしてHoxA13は掌部の予定領域で発現していてそれぞれ上腕骨と前腕骨の分離、前腕骨と掌骨の分離を制御していると考えられる。進行帯間充織でいったんHoxA13の発現が開始されるとその領域でのHoxA11の発現が抑制され発現が消失する。この排他的な発現はHoxA13タンパク質によるHoxA11遺伝子の転写レベルでの抑制によると推測される。私達は、HoxA11遺伝子近傍にHoxA13タンパク質の結合領域があり、この領域へのHoxA11タンパク質とHoxA13タンパク質の競合的結合がHoxA11発現にとって重要であると想定した。
ゲノムDNAとホメオドメインタンパク質の結合を調べるために、HoxA11あるいはHoxA13のホメオドメインとβガラクトシダーゼの融合タンパク質を調製した。HoxA11を含む様々な領域のゲノムDNAクローンを制限酵素で断片化しラベルしてこれらをプローブとして融合タンパク質と反応された。この解析により、5'上流、イントロンそしてHoxA11とHoxA10のちょうど中間の位置という三つの領域にHoxA11及びHoxA13タンパク質の結合領域があることが明らかになった。イントロンについては塩基配列が判っておりホメオドメインタンパク質が共通して認識するATTA配列が複数箇所ありこれに融合タンパク質が結合すると考えられる。今後は更に5'領域と遺伝子の下流にある領域の結合部位を明らかにし、トランジエントトランスフェクション系を用いてHoxA11遺伝子の転写に対するこれらの結合配列、HoxA11、HoxA13タンパク質の役割を明らかにして行きたい。

研究成果

• [文献書誌] Koyama,E.,Noji,S.,Nouno,T.,Myokmi,F.,Ono,K.,Nishijima,K.,Kumiwa,A.,Ide,H.,Taniguti,S.,and Suito,T.: "Cooporative activation of chox-4 homeobox genes by factors from the polanising regfon and the apicul ridge in chicken limb morphogenesis" Development,Growth and Differentiation. (1993)