1996 年度実績報告書

遺伝子の転写およびその調節過程の動的イメージング

研究課題

研究課題/領域番号	07457005
研究機関	名古屋大学
研究代表者	臼倉治郎名古屋大学, 医学部, 助教授 (30143415)
研究分担者	小畑秀一名古屋大学, 医学部, 助手 (10204273)
キーワード	低角度回転蒸着 / DNA / 転写因子 / RNAポリメラーゼ / 電子顕微鏡 / 大腸菌 / CAPイメージング
研究概要	本研究の目的はCREB転写調節蛋白およびRNAがポリメラーゼなどのDNA結合蛋白がいかにDNAを認識し、結合するかをイメージングすることである。これまでDNAとDNA結合蛋白との結合はゲルシフトで予測していたため、結合過程でいかなる形態変化が起こるかは不明であった。そこで、我々は純化したDNAとDNA結合蛋白を反応させ噴霧法によりマイカ劈解面上に展開し、改良した低温低角度回転蒸着法により観察した。この方法により現在はDNAラセン構造の1/2ピッチ(5塩基対)を一つの単位として再現良く観察できるばかりでなく、蒸着量が最適の時は塩基対も観察できた。本研究においてCREBとソマトスタチン遺伝子プロモーター部のCRE領域との結合用様式を立体的に明らかにした。すなわち、CREBは二量体として機能するが、ロイシンジッパー部分を向き合うように二量体が形成される。これら二量体によって形成されるクレバスの間にDNAを挟み転写因子としての機能を果たすことになる。さらに、大腸菌RNAポリメラーゼの構造とミュータントDNA(UV5)との結合にはじまる転写過程の構造解析を試みた。大腸菌のRNAポリメラーゼは四つの大きなドメインからなることを明らかにした。既に生化学的にRNAポリメラーゼはβ,β′αα,σの各サブユニットからなることおよびそれらの分子量が明らかであるので、それらを指針にして低温低角度回転蒸着法で得られたドメイン構造を同定した。RNAポリメラーゼには二つのチャンネルがあるが、ひとつはββ′と2αの間にある大きなチャンネルであり、もうひとつはβとβ′との間にスリット状に存在するものである。DNAと結合させたのち、観察するとα,β間の大きなチャンネルにDNAが入り込むので、もう一つのチャンネルはmRNAの出てくるところと結論ずけられる。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] Arai,M.,Nishizawa,Y.et al.: "Confocal imaging of megamitochondria formation induced by ethanol and hydrazine in culture cells(RL-34)." Bioimaes. Vol.3. 24-30 (1995)
[文献書誌] Adachi,K.,Matsuhashi,T.et al.: "Studies on urea synthesis in the liver of rats treated chronically with ethanol using perfused livers,isolated..." Biochem.Pathol.vol.23. 667-676 (1995)
[文献書誌] Adachi,K.,Matsuhashi,T.et al.: "Suppression of the hydrazine-induced formation of megamitochondria in the rat liver by coenzyme." Toxicol.Lett. vol.86. 47-54 (1995)
[文献書誌] Taya,S.,Taniguchi,Y.,et al.: "Development of γ type energy filtering TEM." J.Electrom.Microsc.vol.45. 307-313 (1996)
[文献書誌] Yamazaki,A.,Bondarenko,V.A.,et al.: "Possible stimulation of retinal rod recovery to dark state by cGMP release from a cGMP phosphodiesterase noncatalytic site." J.Biol.Chem.(in press).
[文献書誌] Hirako,Y.,Usukura,J.,et al.: "Demonstration of the molecular shape of BP180,a 180-kDa bullous pemphigoid antigen and its potential for trimer formatic" J.Biol.Chem.vol.271. 13739-13745 (1996)

1996 年度 実績報告書

遺伝子の転写およびその調節過程の動的イメージング

研究代表者

臼倉 治郎 名古屋大学, 医学部, 助教授 (30143415)

研究成果

[文献書誌] Arai,M.,Nishizawa,Y.et al.: "Confocal imaging of megamitochondria formation induced by ethanol and hydrazine in culture cells(RL-34)." Bioimaes. Vol.3. 24-30 (1995)

[文献書誌] Adachi,K.,Matsuhashi,T.et al.: "Studies on urea synthesis in the liver of rats treated chronically with ethanol using perfused livers,isolated..." Biochem.Pathol.vol.23. 667-676 (1995)

[文献書誌] Adachi,K.,Matsuhashi,T.et al.: "Suppression of the hydrazine-induced formation of megamitochondria in the rat liver by coenzyme." Toxicol.Lett. vol.86. 47-54 (1995)

[文献書誌] Taya,S.,Taniguchi,Y.,et al.: "Development of γ type energy filtering TEM." J.Electrom.Microsc.vol.45. 307-313 (1996)

[文献書誌] Yamazaki,A.,Bondarenko,V.A.,et al.: "Possible stimulation of retinal rod recovery to dark state by cGMP release from a cGMP phosphodiesterase noncatalytic site." J.Biol.Chem.(in press).

[文献書誌] Hirako,Y.,Usukura,J.,et al.: "Demonstration of the molecular shape of BP180,a 180-kDa bullous pemphigoid antigen and its potential for trimer formatic" J.Biol.Chem.vol.271. 13739-13745 (1996)

1996 年度実績報告書

臼倉治郎名古屋大学, 医学部, 助教授 (30143415)