遺伝情報の制御

1995 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 05044150
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 谷口 克 千葉大学, 医学部, 教授 (80110310)
• 研究分担者: 京 正晴 香川大学, 農学部, 助教授 (70195395) ; 渡辺 正夫 東北大学, 農学部, 助手 (90240522) ; 岡田 清孝 京都大学, 理学部, 教授 (50101093) ; 米田 好文 北海道大学, 理学部, 教授 (10124215) ; 中世古 幸信 京都大学, 理学部, 助手 (30231468) ; 加藤 晃一 東京大学, 薬学部, 助手 (20211849) ; 村上 裕二 北陸先端科学技術大学院大学, 助手 (70272995) ; 吉田 稔 東京大学, 農学部, 助手 (80191617) ; 磯貝 彰 奈良先端科学技術大学院大学, 教授 (20011992) ; 鎌田 博 筑波大学, 生物科学系, 教授 (00169608) ; 若杉 尋 国立がんセンター, がん宿主免疫研, 室長 (10112632) ; 笹月 健彦 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (50014121) ; 岸本 忠三 大阪大学, 医学部, 教授 (10093402) ; 奥村 康 順天堂大学, 医学部, 教授 (50009700) ; 篠崎 一雄 理化学研究所, ライフサイエンス筑波研究センター, 研究員 (20124216) ; 藤伊 正 筑波大学, 生物科学系, 教授 (20011611) ; 山田 哲治 岡山大学, 農学部, 教授 (00191320) ; 道家 紀志 名古屋大学, 農学部, 教授 (80023472) ; 田中 啓二 徳島大学, 酵素科学研究センター, 助教授 (10108871) ; 酒井 慎吾 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (60033388) ; マリセン B. CNRS, ラサンテ医研・マルセイユルミニー免疫センター, センター長 ; バーリング R. GSF, 遺伝研, 教授 ; マティス D. CNRS, 免疫学研究所, 室長 ; ベノワ C. CNRS, 免疫学研究所, 室長 ; クーパー J.A. フレッドハッチンソンがん研, 研究員 ; ハーガン I.M. マンチェスター大, がん研, 研究員 ; ラジャウスキー K. ケルン大, 科学, 教授 ; シラー F.W. ポツダム大, バイオ化学研, 教授 ; 浦野 直人 東京水産大学, 食品生産学科, 助教授 (90262336) ; 嶋田 一夫 東京大学, 薬学部, 教授 (70196476) ; 堀之内 末治 東京大学, 農業生命科学研究所, 教授 (80143410) ; 志村 令郎 京都大学, 理学部, 教授 (60025426) ; 松原 謙一 大阪大学, 細胞生体工学センター, 教授 (20037394) ; 山田 康之 京都大学, 農学部, 教授 (50026415) ; 軽部 征夫 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50089827) ; 別府 輝彦 日本大学, 獣医学部, 教授 (80011873) ; 菊谷 仁 大阪大学, 細胞生体工学センター, 助教授 (80161412) ; 古関 明彦 千葉大学, 医学部, 助手 (40225446) ; 斉藤 隆 千葉大学, 医学部, 教授 (50205655) ; 渡辺 武 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (40028684) ; デュマ C. リヨン高等専門学校, 教授 ; ツジイ F.I. カリフォルニア大, スクリプト研, 教授 ; ロバーツ G.C.K. ライセスター大, 生物研, 教授 ; デルセニー M. ペルピニョン大学, 教授 ; フォルセン K.S. ランド大, 工, 教授 ; TSUJI Federick California Univ., USA ; FORSEN Karl Lund Univ., Sweden ; COOPER Jonathan Fred Huchinson Cancer Res. Ctr, USA ; HAGAN Iain Manchester Univ., England ; ROBERTS Gordon Leicester Univ., England ; NAKASEKO Nobuyuki Kyoto Univ. ; DUMAS C. Ecole Normale Surperieure de Lyon, France ; SCHELLER Frieder Potsdam Univ. ; DELSENY Michel Univ. de Perpignan, France ; MATHIS Diane CNRS,France ; BENOIST Christophe CNRS,France ; MALISSEN Bernard CNRS,France ; BALLING Rudolf GSF,Germany ; RAJEWSKY Klaus Kologne Univ., Germany
• 研究期間 (年度): 1993 – 1995
• キーワード: 分裂酵母 / Cre-IoxP / 形態形成 / 高等植物 / 遺伝子標的 / 分子相互作用 / NMR / バイオセンサー

研究概要

共同研究の成果は次の通りである。
(1)植物遺伝子発現調節
日本側が研究しているニンジン体細胞不定胚形成とフランス側が研究しているトウモロコシ及びシロイヌナズナの受精胚形成についてその分子機構の比較検討を行った。種子胚の成熟や乾燥耐性獲得に重要な役割を果たすアブシジン酸(ABA)の情報伝達を仲介するキ-遺伝子であるVp-1あるいはAbi3のホモローグ(C-Abi3)を単離し、その発現解析を行った。その結果、C-Abi3遺伝子は体細胞が不定胚形成能力を獲得する時期から発現し始め、その後、胚発生機関を通じてずっと発現し続けることが判明した。一方、ニンジン及びシロイヌナズナの両方で、Abi3遺伝子によって発現抑制される遺伝子群も単離できた。
(2)遺伝子構造機能制御
誘導型のジーンノックアウトマウスの確率に関して、Cre-1oxPシステムを正確に誘導する方法について情報交換を行い、インターフェロンにより誘導可能なMxプロモーター及びテトラサイクリン誘導型が将来有望であることがわかった。マウスポリコ-ム遺伝子の一つであるme1-18タンパクの生体内での機能を調べるために、me1-18欠失マウスを相同組換え法を用いて作製した。その結果、脊推骨の後方化とリンパ球系列の低形成が観察された。脊推骨の後方化は、ホメオボックス遺伝子群の発現の空間的な変化によって引き起こされることが示された。ホメオボックス遺伝子群の発現調節に必要な因子であることが証明された。
(3)分子機能構造
蛋白質-蛋白質相互作用の理解を深めるため、NMR解析を行った。カルボニル基を^<13>C標識したマウスIgGのFab、Fcフラグメントと^<15>Nで均一標識したプロテインA、G、LのIgG結合ドメインを用いて、複合体形成に伴うシグナルの化学シフト変化を指標に結合部位のマッピングを行った。その結果、1.立体構造が異なるプロテインA、Gは、Fc上の共通部分に結合する。2.プロテインGは同一ドメイン上の異なる領域を使い分けて、FabとFcに異なる様式で結合する。3.立体構造が類似しているプロテインGとLは、Fab中の異なるドメインに結合することが判明した。
(4)細胞周期
細胞骨格及び分裂装置の構成因子とその制御機構の解明に蛍光顕微鏡による画像解析を行った。この方法により、分裂酵母のDNA及び微小管の構築を蛍光シグナルとして可視化が可能であった。
(5)遺伝子工学による環境計測
バイオセンサー素子としてのフィコビリプロテインの抽出のため、ジャイアントケルプの培養技術を習得した。一方、微生物を固定化した電気化学的、及び光検知型のデバイスを作製した。固定化酵素を用いた実験では基質濃度に応じた電流応答が得られ、チャンバー内の発光強度分布と流速の関係から固定化濃度を推測できることがわかった。水質の汚染物質によって発光反応を触媒する酵素が誘導されるように遺伝的な改変を行った微生物を固定化すれば、汚染物質センサーシステムとして機能すると考えられた。
(6)日仏免疫共同研究
マチス・ベノア及び谷口・渡辺をグループ代表とする共同研究について班会議を行い、テーマ・機関・若手研究者の交流などの大枠を討議した。

研究成果

• [文献書誌] Kamada,H.: "Effects of light and growth regulators on adventitious bud formation in horse radish (Armoracia rustlcana)." Plant Cell Reports. 14. 611-615 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sakamoto,K.: "A male-associated DNA sequence in a dioecious plant,Cannabis sativa L." Plant and cell Physiology. 36. 1549-1554 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Handa,T.: "Genetic transformation of Eustoma gradiflorum with rol genes." Acta Horticul turae. 392. 209-218 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Taniuchi,I.: "Antigen-receptor induced clonal expansion and deletion of lymphocytes are impaired in the mice lacking HSI protein,a substrate of antigen-receptor coupled tyrosine kinases." EMBO J.14. 3664-3678 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Fukuda,T.: "Restoration of surface IgM-mediated apoptosis in an anti-IgM resistant variant of WEHI-231 Iymphoma cells by HSI,a protein tyrosine kinase substrate." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 91. 7302-7306 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nishizumi,H.: "Impaired proliferation of peripheral B cells and indication of autoimmune disease in Iyn-deficient mice." Immunity. 3. 549-560 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ebensperger,C.: "Pax-1,a regulator of sclerotome development is induced by notochord and floor plate signals iv avian embryos." Anat.Embryology. 191. 297-310 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Akasaka,T.: "A role for mel-18,a polycomb group-releted vertebrate gene,during the anteroposterior specification of the axial skeleton." Development. In press.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Samejima,I.: "Identification of seven new cut genes involved in Schizosaccharomyces pombe mitosis." Journal of Cell Science. 105. 135-143 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Saka,Y.: "Fission yeast cut3 and cut14 members of a ubiquitous protein family,are required for chromosome condensation and segregation in mitosis." EMBO J.13. 4938-4952 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nabeshima,K.: "p93disl.which is required for sister chromatid separation,is a novel microtubule and spindle pole body-associating protein phosphorylated at the cdc2 target sites." Genes and Development. 9. 1572-1585 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Murakami,Y.: "Micromachined enzyme reactor for FIA system." Microchemical J.49. 319-325 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kato,K.: "Model for complex between protein G and an antibody Fc fragment solution." Structure. 3. 79-85 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] G.C.K.: "Techniques in Protein Chemistry VI" Academic Press, 585 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Nishizumi: "Impaired proliferation of peripheral B cells and indication of autoimmune disease in lyn-deficient mice" Immunity. 3. 549-560 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Akasaka: "A role for mel-18, a polycomb group-related vertebrate gene, during the anteroposterior specification of the axial skeleton" Development. (In press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Kato: "Model for the complex between protein G and an antibody Fc fragment in solution" Structure. 3. 79-85 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] I.Samejima: "Identification of seven new cut genes involved in Schizosacchoromyces pombe mitosis" Journal of Cell Science. 105. 135-143 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Saka: "Fission yeast cut 3 and cut14, members of a ubiquitous protein family, are required for chromosome condensation and segregation in mitosis" EMBO J.13. 4938-4952 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Kamada: "Effects of light and growth regulators on adventitious bud formation in horseradish (Armoracia rusticana)" Plant Cell Reports. 14. 611-615 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Sakamoto: "A male-associated DNA sequence in a dioecious plant, Cannabis sativa L" Plant and Cell Physiology. 36. 1549-1554 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Handa: "Genetic transformation of Eustoma grandiflorum with rol genes" Acta Horticulturae. 392. 209-218 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] I.Taniuchi: "Antigen-receptor induced clonal expansion and deletion of lymphocytes are impaired in the mice lacking HS1 protein, a substrate of the antigen-receptor coupled tyrosine kinases" EMBO J.14 (15). 3664-3678 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Fukuda: "Restoration of surface IgM-mediated apoptosis in an anti-IgM resistant variant of WEHI-231 lymphoma cells by HS1, a protein tyrosine kinase substrate" Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 92. 7302-7306 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Nabeshima: "p93dis1, which is required for sister chromatid separation, is a novel microtubule and spindle pole body-associating protein phosphorylated at the cdc2 target sites" Genes and Development. 9. 1572-1585 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S-M.Lee: "Bioluminescence detection system of mutagen using firely luciferase genes introduced in Escherichia celi lysogenic strain" Analytical Chemistry. 64. 1755-1759 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Murakami: "Integration of enzyme immobilized column with electoro-chemical flow cell using micromachining techniques for a glucose detection system" Analytical Chemistry. 65. 2731-2735 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より