ホヤ遺伝子発現調節領域の構造と機能の網羅的解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15011248
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 日下部 岳広 姫路工業大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40280862)
• キーワード: 遺伝子発現調節 / ホヤ / 神経特異的遺伝子 / 転写調節領域 / プロモーター解析 / シスエレメント / 発生生物学 / バイオインフォマティクス

研究概要

1.遺伝子上流領域の塩基配列の比較解析:カタユウレイボヤCiona intestinalisとその近縁種Ciona savignyiの50個の遺伝子の上流領域の塩基配列を比較した。計算機を用いて中枢神経系のニューロン特異的に発現する遺伝子、視細胞で発現する遺伝子、筋肉細胞特異的に発現する遺伝子の3グループについて、各グループの上流領域に特異的に共有されるDNA配列モチーフをみいだした。みいだされたモチーフのうちいくつかは脊椎動物の既知転写因子の結合コンセンサス配列に類似したものであったが、他の多くは既知の転写因子結合配列との類似性がみられず、新規なシス配列である可能性が高い。
2.ホヤ胚への遺伝子導入実験による転写調節領域の機能解析:視細胞特異的遺伝子、コリン作動性ニューロン特異的遺伝子、GABA作動性ニューロン特異的遺伝子、ニューロン全般で発現する遺伝子、筋肉特異的遺伝子の上流領域にレポーター遺伝子をつないだ融合遺伝子を作製し、電気穿孔法よりホヤ胚に導入してレポーター遺伝子の発現を解析した。各細胞タイプで特異的に発現するために必要な上流領域を同定した。上記1で計算機を用いてみいだされたDNAモチーフに変異を導入したレポーター融合遺伝子を作製し、ホヤ胚体内でのレポーター遺伝子の発現を調べることにより、当該配列が細胞特異的な発現に重要なはたらきをもつシスエレメントであることを証明した。
3.実験結果のデータベース化:カタユウレイボヤの神経系特異的遺伝子と筋肉特異的遺伝子について、各種遺伝子情報、遺伝子上流領域の塩基配列などを含むデータベースを構築した。

研究成果

• [文献書誌] Reiko Yoshida: "Identification of neuron-specific promoters in Ciona intestinalis"Genesis. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] Takehiro Kusakabe: "Structure, expression and cluster organization of genes encoding gonadotropin-releasing hormone receptors found in the neural complex of the ascidian Ciona intestinalis"Gene. 322. 77-84 (2003)
• [文献書誌] Motoyuki Tsuda: "Origin of the vertebrate visual cycle. II. visual cycle proteins are localized in whole brain including photoreceptor cells of a primitive chordate"Vision Research. 43・28. 3045-3053 (2003)
• [文献書誌] Kyoko Inada: "Targeted knockdown of an opsin gene inhibits the swimming behavior photoresponse of ascidian larvae"Neuroscience Letters. 347・3. 167-170 (2003)
• [文献書誌] Yuki Nakashima: "Origin of the vertebrate visual cycle : genes encoding retinal photoisomerase and two putative visual cycle proteins are expressed in whole brain of a primitive chordate"Journal of Comparative Neurology. 460・2. 180-190 (2003)
• [文献書誌] 日下部 岳広: "ホヤの光受容システム"生化学. 76(印刷中). (2004)