2つの隣接した遺伝子にまたがるメッセージの発見:その形成の分子機構と生理的意義

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13877375
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 寺田 弘 徳島大学, 薬学部, 教授 (00035544)
• キーワード: 遺伝子構造 / エネルギー代謝 / 筋型CPTI / 進化 / 隣接遺伝子

研究概要

申請者らは、褐色脂肪組織のエネルギー代謝に密接に関連したタンパク質の探索研究を進める過程において、この組織には多量に発現しているが白色脂肪組織にはほとんど発現していない新規のタンパク質(後に筋型カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ、M-CPTIと名付けた)を発見することに成功した。
ヒトの筋型CPTIをコードする遺伝子をクローニングし、その構造解析を行ったところ、驚いたことにその遺伝子のすぐ上流(およそ300bps上流)に、全く別の遺伝子(コリンエタノールアミンキナーゼ様遺伝子)が同じstrand上に位置していることが判明した。更に興味深いことに、ヒトの筋組織や心臓では、筋型CPTIの遺伝子とコリンエタノールアミンキナーゼ様遺伝子の両者にまたがるメッセージが発現していることを明らかにすることに成功した。なぜ、このようなメッセージが存在し得るのか、またその生理的意義はどのようなものであるのかを理解することは、高等動物の進化に伴う遺伝子形成機構を理解する上で非常に重要である。そこで本研究ではまず、他の動物種での筋型CPTI遺伝子とコリンエタノールアミンキナーゼ様遺伝子がどのような関係にあるのかという点に焦点をあてた研究を行った。
その結果、マウスとラットにおいても、ヒトの場合と同様、筋型CPTI遺伝子のすぐ上流にはコリンエタノールアミンキナーゼ様遺伝子が存在し、両者にまたがるメッセージが存在することを明らかにすることができた。

研究成果

• [文献書誌] Y.Shinohara et al.: "Growth condition dependent synchronized changes in the transcript levels of type II hexokinase and type 1 glucose transporter in tumor cells"Biochim. Biophys. Acta. 1499. 242-248 (2001)
• [文献書誌] S.Goto et al.: "Efficient radical trapping at the surface and inside the phospholipid membrane is responsible for highly potent antiperoxidative activity of the carotenoid astaxanthin"Biochim. Biophys. Acta. 1512. 251-258 (2001)
• [文献書誌] Y.Shinohara et al.: "Expression of NAD+-dependent isocitrate dehydrogenase in brown adipose tissue"Biochem. Biophys. Res. Commun. 281. 634-638 (2001)
• [文献書誌] E.Majima et al.: "Specific labeling of the bovine heart mitochondrial phosphate carrier with fluorescein-5-isothiocyanate : roles of Lys185 and putative adenine nucleotide recognition site in phosphate transport"J. Biol. Chem.. 276. 9792-9799 (2001)
• [文献書誌] T.Hatanaka et al.: "Significant expression of functional human type 1 mitochondrial ADP/ATP carrier in yeast mitochondria"Biol. Pharm. Bull.. 24. 595-599 (2001)
• [文献書誌] T.Hatanaka et al.: "Significant effect of the N-terminal region of the yeast type 2 mitochondrial ADP/ATP carrier on efficient expression in yeast mitochondria"J. Biol. Chem.. 276. 28881-28888 (2001)
• [文献書誌] T.Hatanaka et al.: "Characterization of the yeast mitochondrial ADP/ATP carrierfacing the cytosol by site-directed mutagenesis"Biochem. Biophys. Res. Commun. 286. 936-942 (2001)