基本転写因子TFIIDを介した転写調節機構の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 高精細アプローチで迫る転写サイクル機構の統一的理解
• 研究課題/領域番号: 25118520
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 古久保 哲朗 横浜市立大学, その他の研究科, 教授 (10271587)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 転写調節 / 転写因子 / 基本転写因子 / TAND / 出芽酵母 / TFIID / TAF / TBP

研究概要

基本転写因子TFIIDは、TATA結合タンパク質（TBP）と14種類のTBP随伴タンパク質（TAF）から成る巨大なタンパク質複合体であり、コアプロモーター構造を直接認識するとともに、転写調節において中心的な役割を果たすと考えられている。我々は、以前の研究において、TAF1のN末端に存在するTBP機能阻害領域（TAND; TAF1 N-terminal domain）がTFIIDによる転写活性化の分子スイッチとして機能することを見出し、"二段階ハンドオフモデル"と呼ぶ転写活性化の分子モデルを構築した。また最近では海外のグループとの共同研究により、出芽酵母由来のTAND-TBP複合体の構造を高解像度（1.97オングストローム）で決定することにも成功している。しかしながら、未だTANDの分子機能を完全に理解するまでには至っていない。
今回我々は、TAF11 or TAF12の上流にGAL1プロモーター（GAL1pro）を組み込み、別途プラスミド上に存在するTAF11 or TAF12にランダムな変異を導入し、グルコース培地上での生育の有無を調べることにより、TAND欠失変異に対して合成致死性を示すtaf11 or taf12変異の探索・同定を試みた。その過程において、(i) 宿主として用いたGAL1pro-TAF11 or TAF12株のうち、前者のみがグルコース培地上でも生育可能であること、(ii) 当該宿主株ではグルコース培地シフト後のGAL1proの一過的な転写抑制は正常に起こるものの、その後徐々に転写抑制が解除されることが明らかとなった。また本現象はTAND依存性を示したことから、その分子基盤の解明は、TANDの機能を理解する上で極めて有用と考えられる。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

TAND依存的な新規の生命現象を発見したこと、ならびにその分子基盤の理解を通じて、TFIIDの新たな機能の解明へと繋げていくことが十分に可能と考えられるため。

今後の研究の推進方策

本現象は、GAL1pro-TAF12株では観察されなかったことから、現時点では、GAL1pro-TAF11株に特異的であるように見える。そこでTAF特異性について詳しく調べるため、GAL1pro-TAF1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 13株を作製し、グルコース培地上での生育の有無を確認する。またグルコース培地での生育が見られたGAL1pro-TAFX株については、(i) TAND依存性の有無、(ii) グルコース培地シフト後のGAL1proの挙動（mRNA産生量とPIC形成）について詳しく調べる。

研究成果

• [雑誌論文] High-resolution structure of TBP with TAF1 reveals anchoring patterns in transcriptional regulation. (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Anandapadamanaban, C. Andresen, S. Helander, Y. Ohyama, MI. Siponen, P. Lundström, T. Kokubo, M. Ikura, M. Moche, M. Sunnerhagen
  • 雑誌名: Nature Structural & Molecular Biology 巻: 20 ページ: 1008-1014
  • DOI: 10.1038/nsmb.2611.
  • 査読あり
• [学会発表] 出芽酵母におけるTFIIDを介したGAL遺伝子群の脱抑制機構
  • 著者名/発表者名: 矢部 誠，大山 良文，高井 直樹，古久保 哲朗
  • 学会等名: 日本分子生物学会第36回年会
  • 発表場所: 神戸（ポートピアホテル）
• [学会発表] リボソーム構成因子の発現調節に関わる酵母Hmo1タンパク質のDNA 結合機構
  • 著者名/発表者名: 東野 綺子，雲財 悟，中山 理紗，土屋 奈穂，吉川 博文，古久保 哲朗，笠原 浩司
  • 学会等名: 日本分子生物学会第36回年会
  • 発表場所: 神戸（ポートピアホテル）