細胞の機能分化に関わる遺伝子制御ネットワーク-遺伝子の階層的制御システム-

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05273102
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岩渕 雅樹 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30000839)
• 研究分担者: 安田 國雄 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス科, 教授 (30025473) ; 堀越 正美 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (70242089) ; 原田 久志 東京大学, 医学部, 助手 (10222233) ; 鍋島 陽一 国立精神, 神経センター神経研, 部長 (60108024) ; 鈴木 義昭 岡崎機構, 基生研, 教授 (50132733)
• キーワード: 特異的転写調節因子 / 基本転写因子 / 機能ドメイン / 細胞増殖・分化 / 細胞機能 / 転写活性化機構 / 転写因子ファミリー / 転写因子ネットワーク

研究概要

平成7年度の研究は6年度の継続であり、以下に分担者ごとに要約した。
1)岩渕は、植物ヒストンH3遺伝子のS期特異的発現に関与する転写調節因子HBP-1b(c38)の機能解析を中心に研究を進めた。このHBP-1bは、Hexシス配列と結合している時、転写抑制因子として働くが、この配列と結合しない場合には、別の転写因子であるOBRFに作用してアクティベータ-として働くことが示唆された。HBP-1a(17)については、その転写活性化ドメインと相互作用する蛋白質のcDNAがクローン化され、この蛋白因子がbHLHモチーフを持つことが明らかとなった。
2)佐竹は、発生及び細胞分化における転写因子PEBP2αAと2αBについて解析した。PEBP2αA遺伝子は、Tリンパ球及び精巣生殖細胞の半数体期でのみ発現するが、それは異なるプロモーターの制御下にあり、また異なるpolyA鎖付加シグナルが利用されていた。一方、PEBP2αB遺伝子はTリンパ活性化に伴い強く誘導されるが、この発現はTCRシグナルに依存した。
3)鈴木は、カイコ絹糸腺分化に関わる転写因子群の研究を進めた。Bm Antpの欠失変異株Nc/Nc胚では、Bm Scrが下唇節の他に胸節および腹部体節で異所的に発現し、下唇節から第三胸節までのそれぞれに絹糸腺の陥入が認められた。さらに、これら陥入部位にはBrn fkhの発現が検出された。これらの制御関係は、Drosophilaの唾腺におけるScrとfkhとの制御関係と酷似していることから、それらの形成における制御ヒエラルキーの保存に関して、分子レベルでの裏付けが得られた。
4)鍋島は、筋分化に関わる転写因子群の解析を進展させた。異なる性質をもつ増殖因子によって性質の異なる筋芽細胞が生ずること、増殖因子の作用点としてはMyoDの発現抑制と機能阻害の2つがあること、また、接触阻害がもたらす分化誘導シグナルはbFGFからの抑制シグナルを打ち消すことはできないがLPA、血清からの分化抑制シグナルを打ち消すことができることを明かにした。これらの機構は筋組織の形成制御に重要な役割を果しているものと推定された。
5)浜田は、神経細胞への分化誘導時に発現される新規遺伝子の数種(レチノイン酸を不活性化する酵素、細胞間相互作用に関与するDelta関連遺伝子、Notch関連遺伝子など)について、その発現・機能・Brn-2転写因子との関係を解析した。
6)原田は、インターフェロン系の転写因子IRF-1、-2の機能解析を進め、IRF-1のアポトーシス制御にIccが、また、IRF-2の癌化作用にヒストンH4が標的遺伝子となる事を明らかにした。さらにIRF-1ファミリー因子p48はIFN-α/β/γの抗ウイルス作用、IFN誘導遺伝子発現に必須であることを見い出した。
7)堀越は、TATAボックス結合転写因子のTFIIDを含む基本因子群をコードするcDNA単離やその解析、調節因子群による転写活性化・不活性化機構の解析を行なった。更にTFIIDを含む基本因子群と相互作用する新しいタイプの因子群を多数得た。
8)安田は、αA-クリスタリン遺伝子の水晶体特異的なエンハンサーαCE2に結合する転写因子がmafファミリーに属するL-mafであり、これが水晶分化因子であることを明らかにした。XenopusのL-maf(XL-maf)も、ニワトリのL-maf同様、水晶体細胞でのみ特異的に発現していることから、L-mafは種を越えて同じ機能を担っている可能性が示された。
9)渡辺は、リンパ球抗原受容体に会合するタンパク質HS1の機能に関した解析を進め、HS1がsrc型キナーゼとSkyキナーゼの2種のチロシンキナーゼによりリン酸化された後核に移行し、細胞増殖及び細胞死のシグナルを核へ伝達することを明らかにした。また、HS1と会合する新たな核内タンパクHAX1を同定したが、HAX1高発現は種々の細胞死に対して抵抗性を示した。

研究成果

• [文献書誌] Mikami,K.: "Developmental and tissue-specific regulation of the gene for the wheat basec/leucine zipper protein HBP-1a(17) in transgenic Arabidopsis plants." Mol.Gen.Genet.248. 573-582 (1995)
• [文献書誌] Satake,M.: "Expression of the runt domin-encoding PEBP2α genes in T cells during thymic development." Mol.Cell.Biol.15. 1662-1670 (1995)
• [文献書誌] Mach,V.: "Silk gland factor-1 involved in the regulation of Bombyx sericin-1 gene contains fork head motif." J.Biol.Chem.270. 9340-9346 (1995)
• [文献書誌] Hirata,J.: "Asymmetric segregation of the homeodomain protein Prospcro during Drosophila development." Nature. 377. 627-630 (1995)
• [文献書誌] Yagami-Hiromasa,T.: "A metalloprotease-disintegrin participating in myoblast fusion." Nature. 377. 652-656 (1995)
• [文献書誌] Nakai,S.: "The POU-domain transcription factor Brn-2 is required for the determination of specific neuronal lineages in the hypothalamus of the mouse." Genes & Dev.(in press). (1996)
• [文献書誌] Saijoh,Y.: "Identification of putative downstream genes of Oct-3,a pluripotent cell-specific transcription factor." Genes to Cells.(in press). (1996)
• [文献書誌] Tamura,T.: "An IRF-1-dependent pathway of DNA damage-induced apoptosis in mitogen-activated T lymphocytes." Nature. 376. 596-599 (1995)
• [文献書誌] Vaughan,P.S.: "Activation of a cell-cycle regulated histone gene by the oncogenic transcription factor IRF-2." Nature. 377. 362-365 (1995)
• [文献書誌] Ohkuma,T.: "Analysis of the role of TFIIE in basal transcription and TFIIH-mediated carboxyterminal domain phosphorylation through structure-function studies of TFIIE-α." Mol.Cell.Biol.15. 4856-4866 (1995)
• [文献書誌] Ogawa,H.: "Localization,trafficking,and temperature-dependence of the Aquorea green fluorescent protein in cultured vertebrate cells." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 92. 11899-11903 (1995)
• [文献書誌] Taniuchi I.: "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)