| 研究概要 |
本研究は,プロモーターDNA上で転写制御因子がどのような作用機序によって,標的遺伝子の転写活性を調節しているのかを解明する事を目標とした。転写制御因子による転写調節においては,1)DNA上で複数の転写制御因子が相互作用することによる転写制御因子-DNA複合体の安定化,および2)DNAの変形を伴う転写制御因子高次会合体の形成の2点が,機能発現上重要であると考えられる。我々は造血細胞の分化や白血病発症に関連する転写制御因子Runx1,CBFβ,c-Myb, C/EBPβ,c-Ets1などに着目し,プロモーターDNA上で協調的に転写を調節する系について,構造化学的および生化学的側面から研究し,構造活性相関の解析を行った。
1)については、すでに報告したRunx1-DNAおよびRunx1-CBFβ-DNA複合体のX線結晶構造解析から推定された、Runx1-DNA複合体のCBFβによるアロステリックな安定化機構を証明するため、核磁気共鳴法により分子の揺らぎを直接観測した。その結果、CBFβによるRunx1の安定化機構において、特定の時間スケールでのRunx1分子の揺らぎの制御が重要な役割を果していることが明らかになった。また、c-Ets1-Runx1-DNA複合体形成機構およびそれに対するc-Ets1のリン酸化の関与について、詳細な生化学的解析と転写活性化実験を行い、c-Ets1の活性制御領域の決定とプロモーターDNA上でのRunx1とc-Ets1の立体特異性、リン酸化による分子の構造の変化など多くの知見を得た。
2)については、c-Myb-C/EBPβ-DNA3者複合体のX線結晶構造解析を行い、機能実験と原子間力顕微鏡による形態観察を組み合わせることによって、世界で初めて真核生物におけるDNAのループ形成と転写活性化との関連を明らかにした。さらにがん化型変異体v-MybがDNAループ形成を伴った高次会合体形成不全を引き起こすことを見出し、発がんにおける構造的基盤となる知見を得ることが出来た。
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