赤血球特異的な遺伝子発現の分子機構

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08265204
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 山本 雅之 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (50166823)
• 研究分担者: 高橋 智 筑波大学, 基礎医学, 講師 (50271896)
• キーワード: GATA-1 / 赤血球分化 / ノックアウトマウス / 転写制御 / トランスジェニックマウス / Nrf2 / グルタチオンS-トランスフェラーゼ / ヘムオキシゲナーゼ

研究概要

本年度において、
1.赤血球組織特異的転写因子GATA-1のin vivoでの機能を解析するために、GATA-1遺伝子破壊マウスを作製したところ、GATA-1欠失マウスは胎生12.5日までに重篤な貧血により胎生致死となった。卵黄嚢において未分化な赤血球前駆細胞の大量蓄積が観察されることから1次造血における赤血球系細胞の終末分化にGATA-1が必須であることを示した。
2.β-ガラクトシダーゼをレポーターとしたトランスジェニックマウスを用いたマウスGATA-1の遺伝子発現制御領域の解析結果から、赤血球型第1エクソンの上流2.6〜3.9Kbの領域に転写制御エレメント(アップストリームエレメント)の存在を同定した。このアップストリームエレメント単独では1次造血における赤血球系細胞のGATA-1発現の再現には十分であったが、1次および2次造血におけるGATA-1発現の再現には第1イントロンが必要であった。以上からGATA-1遺伝子発現が1次造血と2次造血とでは異なった転写制御エレメントによって制御されることを示した。
3.NF-E2とともにCNCファミリーを構成する転写因子Nrf2の遺伝子破壊マウスの作製およびその解析の結果から、解毒系第2相反応に関わるグルタチオンS-トランスフェラーゼおよびヘム分解酵素ヘムオキシゲナーゼIの誘導にNrf2と小Mafのヘテロ2量体が関わることを明らかにした。
上記の研究成果を発展させ、本研究では平成10年度においても発生工学的手法を駆使して赤血球特異的な遺伝子発現の分子機構の理解を総合的に進める。

研究成果

• [文献書誌] Takahasi,S.: "Arrest in erythroid cell development by promoter-specific disruption of GATA-1 gene." J.Biol.Chem.272. 12611-12615 (1997)
• [文献書誌] Onodera,K.: "GATA-1 transcription is controlled by distinct regulatory mechanisms during primitive and definitive erythropoiesis." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 4487-4492 (1997)
• [文献書誌] Fruyama,K.: "Pyridoxine refractory X-linked sideroblastic anemia caused by a point mutation in the erythroid 5-aminolevulinate synthase gene." Blood. 90. 822-830 (1997)
• [文献書誌] Itoh,K.: "An Nrf2/small Maf heterodimer mediates the induction of phase II detoxifring enzyme genes through antioxidant responsive elements." Biochem.Biophys.Res.Commun.236. 313-322 (1997)
• [文献書誌] Minegishi,N.: "Alternative promoters regulate transcription of the mouse GATA-2 gene." J.Biol.Chem.273. 3625-3634 (1997)
• [文献書誌] Harigae,H.: "Deficient heme and globin synthesis in ES cells lacking the erythroid-specific δ-aminolevulinate synthase gene." Blood. (印刷中). 000-000 (1998)