初期発生胚の転写調節カスケードの研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09480205
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 嶋田 拓 広島大学, 理学部, 教授 (70011559)
• 研究分担者: 中坪 敬子 広島大学, 理学部, 助手 (40192760) ; 赤坂 甲治 広島大学, 理学部, 助教授 (60150968)
• キーワード: 転写カスケード / ウニ / 初期発生 / アリールスルファターゼ遺伝子 / Sox / 転写調節 / レポーターアッセイ

研究概要

本研究は、ウニ胚アリールスルファターゼ(Ars)遺伝子をモデルとして、初期発生胚における遺伝子の発生時期特異的・組織特異的発現を調節する転写調節因子カスケードの解明をめざすものである。
Ars遺伝子の転写開始点付近から上流194bpまでの領域にプロモーターを強く促進する活性があることはすでに報告している。本年度は、この領域をさまざまにdeleteした断片をreporter assayすることによってプロモーター活性促進に働くシスエレメントを決定した。その結果、-72bp〜-56bpと+138bp〜+142bpにシスエレメントを見出した。前者はSpZ12やOct1の結合サイトで、後者はRel familyの転写因子の結合サイトで、いずれもそれ自身が転写を活性化する他に、第1イントロンにあるエンハンサーの活性を仲介する。
転写開始点上流をさらにreporter assayした結果、-144bp〜-194bpまでの領域がプロモーターの転写活性を時期特異的に促進するため働くことがわかった。この領域には-168bp〜-162bpに正の転写調節因子Sox(Sry-type HMG box)蛋白質の結合配列であるAACAAAGが存在し、ゲルシフトアッセイによりこの配列に特異的に結合する核蛋白質を検出した。結合蛋白質は、未孵化胞胚期から間充織胞胚期にかけて一定であるが、原腸胚期には減少した。他種のウニのSox mRNAを用いてin vitroで蛋白質を合成し、バフンウニArs遺伝子のDNAに対してゲルシフトアッセイすると合成蛋白質はSoxコンセンサス配列に特異的に結合した。Sox結合配列の5'近傍上流域にはSox因子のSox結合部位への結合を調節するエレメントも見出した。Sox mRNAは母系情報であることも明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Ishii et al: "Hbox1 and Hbox7 are involved in the Pattern Formation of Sea urchin Embryo" Development Growth & Differentiation. 41(印刷中). (1999)
• [文献書誌] Kurokawa,et al: "HpEts,an ets-related transcription factor implicated in primary mesenchyme cell differentiation of the sea urchin embryo" Mechanism of Development. 80. 41-52 (1999)
• [文献書誌] Kawasaki,et al: "Liml-related homeobox gene(HpLiml)expressed in sea urchin embryo" Development Growth & Differentiation. 41. 印刷中 (1999)
• [文献書誌] Kiyama et al: "Structure and function of a sea urchin orthodenticle-related HpOtx gene" Developmental Biology. 193. 139-145 (1998)
• [文献書誌] Mitsunaga-Nakatsubo et al: "Differential expression of sea urchin Otx isoform(HpOtxE and HpOtxL)mRNA during early development" Internatinal Journal of Developmental Biology. 42. 645-651 (1998)
• [文献書誌] Mitsunaga-Nakatsubo et al: "Arylsulfatase exists as non-enzymatic cell surface protein in sea urchin embryos" Journal of Expermintal Zoology. 280. 220-230 (1998)