脳神経特異的に発現される遺伝子の探索と機能解析

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07264238
• 研究機関: 慶応義塾大学
• 研究代表者: 清水 信義 慶応義塾大学, 医学部, 教授 (50162706)
• 研究分担者: 浅川 修一 慶応義塾大学, 医学部, 助手 (30231872)
• キーワード: 21番染色体 / ダウン症候群 / 進行性ミオクローヌスてんかん / エキソントラッピング / SIM / bHLH / PASドメイン / minibrain

研究概要

我々はヒト21番染色体に存在するダウン症の精神遅滞、進行性ミオクローヌスてんかん(EPM1)、そううつ病など脳神経作用に関連が深い疾患の原因遺伝子のクローニングを目指している。先ず、21q22.2上のダウン症候群領域(DSCR)から得たコスミドDNAを用いてエキソントラッピングを行ない163種類のエキソンを単離した。ホモロジー検索の結果、ほとんどは新規遺伝子であったが、興味深いことに6個のエキソンはショウジョウバエの中枢神経系の発生に重要な機能を果たす転写調節因子の遺伝子single-minded(sim)と高いホモロジーを示したのでヒトSIM遺伝子と名付けた。マウス胎仔からクローニングしたSIMcDNAのコードする蛋白質は、bHLHおよびPASドメインを持ち、転写調節因子として機能することが示唆された。またSIMのmRNAは受精後8〜9.5日目のマウス胎仔において間脳にのみ特異的に認められた。これらの結果からマウスのSIM遺伝子も中枢神経系の発生に深く関わっていることが推察された。さらにヒトの中枢神経系の発生過程における役割が期待され、ダウン症における臨床症状(精神遅滞)の原因を解明するための重要な糸口として注目される。またショウジョウバエの脳の形態形成に関与することが知られているセリン/スレオニンキナーゼの遺伝子minibrainと相同性の高いエキソンも同定し、ヒト胎児脳cDNAライブラリーから対応するcDNAをクローニングした。その他、多数の未知のエキソンについても脳神経特異的に発現するものをスクリーニングしつつある。一方、21q22.3のEPM1・そううつ病領域に関しては400kbにわたるコスミド/BACコンティングを作成し、エキソントラッピングにより16個の新規遺伝子由来のエキソンを単離した。現在ヒト脳cDNAライブラリーから単離したcDNAを解析中である。

研究成果

• [文献書誌] Chen, H.: "Single-minded and Down Syndrome?" Nature Genet.10(1). 9-10 (1995)
• [文献書誌] Wang, Y.: "Cot-1 Banding of Human Chromosomes Using Fluorescence in situ Hybridization with Cy3 Labeling" Jpn. J. Human Genet.40(3). 243-252 (1995)
• [文献書誌] Yamaki, A.: "The Mammalian single-minded (SIM) Gene ; Mouse cDNA Structure and Diencephalic Expression Imply a Cardidate Gene for Down Syndrome" Genomics. in press- (1996)
• [文献書誌] Osoegawa, K.: "An integrated Map with Cosmid/PAC Contigs of A 4-Mb Down Syndrome Clinical Region" Genomics. in press- (1996)
• [文献書誌] Shimizu, N.: "Report of the Fifth International Worleshop on Human Chromosone 21 Mapping 1994" Cytogenet. Cell Genet.70(3-4). 147-182 (1996)
• [文献書誌] Antonarakis, S. E.: "Human Gene Mapping 1994" The Johns Hopkins Univ. Press, 1218 (1995)
• [文献書誌] Antonarakis, S. E.: "Human Gene Mapping 1995" The Johns Hopkins Univ. Press (in press), (1996)