ATP合成酵素の分子構築における遺伝子制御の分子シンクロナイゼイション機構

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11167259
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 樋口 富彦 徳島大学, 薬学部, 教授 (50035557)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴田 洋文 徳島大学, 薬学部, 助手 (00093865) ; 新垣 尚捷 徳島大学, 薬学部, 助教授 (60151148)
• Keywords: ミトコンドリア / ATP合成酵素 / 遺伝子発現制御 / 分子シンクロナイゼイション / JVSマウス / Differential Display

Research Abstract

申請者らは,ATP合成酵素のサブユニットの転写レベルにおける制御システムを明らかにするため,Fo,stalkに属するサブユニット7種とF1のβ subunit,そして活性制御因子であるIF1(ATPase inhibitor protein)の全9種について転写物量の解析を行った.その結果,これら9種のサブユニットのmRNAは大部分心臓において最も多く発現しているが,これらmRNAの分子モル比は,脳・肝臓・心臓・腎臓の4種の臓器において全く同一の割合で発現されていることが初めて明かとなった.また,この発現パターンは,2〜90週齢ラットにおいても一定に保持されていることが明らかとなった.これらの結果から,ATP合成酵素サブユニットを一定の割合で発現するための,転写レベルでの分子シンクロナイゼイションシステム"ジーンシンクロナイザー"の存在が強く示唆された.
さらに,本研究では,心筋細胞においてミトコンドリアが異常に増殖しているJVS(juvenile visceral steatosis)マウスを用いて,蛍光Differential Display(DD)法によりJVSマウスと正常マウスで発現しているmRNAの差を解析した.その結果,現段階でミトコンドリアの増殖に関与する可能性のある新規遺伝子を6種得ることに成功した.これらの因子がミトコンドリアにどのような影響を及ぼすかを調べるために,ミトコンドリア輸送ペプチドを融合させた蛍光タンパク発現ベクターを培養細胞中にトランスフェクトして,生細胞中におけるミトコンドリアの動態変化をタイムラプスデコンボリューションCCD蛍光顕微鏡下で直接観察する実験系を確立させた.現在,この実験系を用いてDD法によって得られた遺伝子の機能の解析を行なっている.

Research Products

• [Publications] N.Arakaki: "Stoichiometry of Subunit e in Rat Liver Mitochondrial H^+-ATP Synthase and Membrane Topology of Its Putative Ca^<2+>-dependent Regulatory Region"Biochimica et Biophysica Acta. (in press). 6938-6942 (2001)
• [Publications] T.Himeda: "Synchronized Transcriptional Gene Expression of H^+-ATP synthase Subunits in Different Tissues of Fischer 344 Rats of Different Ages"European Journal of Biochemistry. 267・23. 6938-6942 (2000)
• [Publications] Y.Sato: "Phytochemical Flavones Isolated from Scutellaria barbata and Antibacterial Activity against Methicillin-resistant Staphylococcus aureus"Journal of Ethnopharmacology. 72・3. 483-488 (2000)
• [Publications] 樋口富彦: "新ミトコンドリア学(内海耕慥,井上正康監修)"共立出版株式会社(印刷中). (2001)
• [Publications] 姫田敏樹: "分子細胞生物学基礎実験法 改定第2版(堀尾武一監修、樋口富彦 他編)"株式会社南江堂(印刷中). (2001)