植物における転写因子相互作用による遺伝子発現調節機構

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04454013
• 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: 飯 哲夫 京都大学, 理学部, 助教授 (40157813)
• キーワード: ヒストンH3遺伝子 / タイプIシスエレメント / HBP-1aサブファミリー / HBP-1bサブファミリー / S期特異的発現 / OBRF / HALF-1 / 転写因子間相互作用

研究概要

昨年度に引き続き、コムギヒストンH3遺伝子の細胞周期S期特異的発現を規定するシスエレメントであるtypeIエレメントのヘキサマー配列に結合する転写因子、HBP-1a及びHBP-1bを中心に、これらと関連する他の転写因子の同定及びその構造・機能解析の研究を行った。
1.HBP-1a及びHBP-1bサブファミリーの性質について:HBP-1a及びHBP-1bがサブファミリーを形成していることは、既に明らかにしていたことであったが、今回、サブファミリーの各メンバーのbZIPドメインを介した2量体形成能とDNA結合能に、明らかなる違いが見られた。このことから、これらファミリー転写因子群はその組み合せを変えることによって遺伝子の転写調節を行っている可能性が示唆された。
2.OBRFの同定:typeIエレメントのもうひとつの構成要素であるオクタマー配列に結合する核蛋白質(OBRF)が、コムギ培養細胞の核抽出液に存在することを、DNA mobility shift法によって同定した。OBRFは極めて不安定であるため、現在のところ詳細な解析は進んでいないが、この蛋白質のDNA結合活性は、ヒストンH3遺伝子の発現量と平行関係にあり、S期においてもっとも高かった。
3.転写因子HALF-1の構造解析:HBP-1a(17)と蛋白質-蛋白質相互作用を介するDNA非結合型転写因子のcDNAをWest-western法によりクローン化した。cDNAの構造解析の結果から、この蛋白質は、構造的特徴において、HBP-1aサブファミリーのメンバーに非常によく似たものであったが、ホモ2量体やHBP-1a(17)とのヘテロ2量体としてはDNAに結合できないことが明らかとなった。このことから、HALF1はHBP-1aサブファミリーのメンバーの機能をヘテロ2量体形成を介して制御している可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Nakayama,Takuya: "Highly consered hexamer,octamer and nonamer motifs are positive cis-regulatory elements of the wheat histone H3 gene" FEBS Lett.300. 167-170 (1992)
• [文献書誌] Kawata,Takefumi: "Isolation and characterization of a cDNA clone encoding the TATA box-binding protein (TFIID) from wheat" Plant Mol.Biol.19. 867-872 (1992)
• [文献書誌] Terada,Rie: "A heat histone H3 promoter confers cell division-dependent and -independent expression of the gus A gene in transgenic rice plants" Plant J.3. 241-252 (1993)
• [文献書誌] Minami,Maki: "Coordinate gene expression of five subclass histones and the putative transcription factors,HBP-1a and HBP-1b,of histone genes in wheat" Plant Mol.Biol.23. 429-434 (1993)
• [文献書誌] Takase,Hisabumi: "Transcriptional and post-transcriptional regulation of the expression of wheat histone gene:cis-acting elements and trans-acting factors" J.Plant Res.(1993)
• [文献書誌] Sakamoto,Ayako: "The putative zing-finger protein WZF1 interacts with a cis-acting element of wheat histone genes" Eur.J.Biochem.217. 1049-1056 (1993)
• [文献書誌] 岩渕雅樹: "植物遺伝子の発現制御研究のための基礎知識「ラボマニュアル植物遺伝子の機能解析」(岩渕雅樹 志村令郎 編著)" 丸善株式会社, 12 (1992)
• [文献書誌] Mikami,Koji: "Regulation of cell cycle-dependent gene expression.In “Control of Plant Gene Expression"(ed.D.P.S.Verma)" CRC Press Inc., 17 (1993)