真核細胞プロモーターにおけるベントDNAの機能発現メカニズムの解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09680681
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 大山 隆 甲南大学, 理学部, 助教授 (60268513)
• キーワード: ベントDNA(bent DNA) / プロモーター / 転写制御 / クロマチン / ヌクレオソーム / 転写(真核細胞)

研究概要

平成9年度に実施した解析で、左向きのねじれを持ったベントDNAにヘルペス単純ウイルスのチミジンキナーゼ(tk)プロモーターを活性化する能力があることが解明された。そこで本年度は、この現象の分子メカニズムを解明すべく研究を進めた。まず、ルシフェラーゼアッセイにより、ベントDNAとプロモーター活性の間の関係について、さらに詳細な解析を行った。その結果、左向きのねじれを持ったベントDNA構造の中心が、TATAボックスの中心から上流に約140bP離れて存在する時、tkプロモーターが最も活性化されることがわかった。この時、両中心は互いに反対向き(正確には137°の回転角)の配置をとる。次に、このプロモーターがどのようなクロマチン構造をとっているかを調べた。実験には、この組換え体と数種類の対照用の組換え体を用い、再構成ヌクレオソームを用いたin vitro DNase Iフットプリント解析と、単離核を用いたin vivo DNase Iフットプリント解析を行った。その結果、いずれの解析でも、高活性プロモーターにおいてのみ、TATAボックス上にヌクレオソームが形成されていないことが解明された。このことから、真核細胞遺伝子の転写においては、ベントDNAがプロモーター領域のクロマチン構造を組織化し、転写の調節を行っていることが強く示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Takashi Ohyama: "Activation of eukaryotic gene transcription by bent DNA" Proceedings of 3d EMBL Meeting on Transcription. 185 (1998)
• [文献書誌] Miho Amano: "Effect of upstream superhelical writhe on the function of eukaryotic promoters" Nucleic Acids Symposium Series. No.39. 255-256 (1998)
• [文献書誌] Shigenobu Tone: "A method for guantification of gene expression using in vitro transcription and Northern hybridization" Nucleic Acids Symposium Series. No.39. 81-82 (1998)
• [文献書誌] Takashi Ohyama: "Suppression of electrophoretic anomaly of bent DNA segments by the structural property that causes rapid migration" Nucleic Acids Research. vol.26. 4811-4817 (1998)
• [文献書誌] 大山 隆: "ベントDNA構造を介した転写調節のメカニズム" 生化学. vol.70. 1339-1344 (1998)
• [文献書誌] Yukiko Yamazaki: "In vivo gene transfer to mouse spermatogenic cells by DNA injection into seminiferous tubules and subseguent electroporation" Biology of Reproduction. vol.59. 1439-1444 (1998)
• [文献書誌] Munehiko Asayama: "Journal of Biochemistry" An intrinsic DNA curvature found in the cyanobacterium Microcystis aeruginosa K-81 affects the promoter activity of rpo D1 encoding a principal sigma factor(in press), (1999)