新規DNA湾曲化フィンガーによる細胞内遺伝子機能の制御

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557210
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 杉浦 幸雄 京都大学, 化学研究所, 教授 (40025698)
• Keywords: DNA湾曲 / 亜鉛フィンガー / マルチフィンガー / 遺伝子制御 / 転写調節 / アーキテクチャー / リンカー

Research Abstract

最近、遺伝子の転写調節にDNA塩基対のゆるみ、DNAの部分的な折れ曲がり、そしてDNAの湾曲が重要な役割をはたしていることが判ってきた。中でもDNAの湾曲化は最も注目を集めているものの一つである。そこで、新規マルチ亜鉛フィンガー型アーキテクチャーが引き起こすDNAの局所的構造変化の中で湾曲化に焦点を当て、次のような実験を行なった。まず、亜鉛フィンガータンパク質のフィンガー間を結ぶリンカー部分に陽電荷をもつアルギニン残基(Arg)あるいは陰電荷をもつグルタミン酸(Glu)を導入し、DNAりん酸残基との静電的相互作用や静電的反発が期待される新しい亜鉛フィンガータンパク質を設計・創製し、これら新規タンパク質によるDNA湾曲化能をフェイジング・アッセイやサーキュラーパーミューテション法によって定量的に評価した。その結果、期待に反してリンカー部分に新たに導入したArgやGlu残基の影響は極めて小さいことが明らかになった。また、リンカー部分にArgを8個連結した6-亜鉛フィンガータンパク質は、2GCボックスDNAに対しては、3'-側のGCボックスにしか連結しなかったが、GCmixGC配列をもつDNAに対しては1分子で両GCボックスに結合した。このように新規亜鉛フィンガータンパク質による標的DNAの湾曲化におけるリンカー部分、特に陽電荷を有するArgの効果に対して貴重な知見を得た。他方、他の転写関連因子との相互作用を考慮した系を構築し、数種のDNA湾曲化亜鉛フィンガータンパク質が誘発するDNA湾曲化と転写活性との関係について、細胞内でレポーター遺伝子を使用した新しい実験系の構築に成功した。

Research Products

• [Publications] K.Matsushita: "GFP-Linked Zinc Finger Protein Sp1 : Fluorescence Study and Implication for N-Terminal Zinc Finger 1 as Hinge Finger"Bioorg.Med.Chem.. 11・1. 53-58 (2003)
• [Publications] W.Nomura: "Influence of TFIIIA-Type Linker at the N- or C-Terminal of Nine-Zinc Finger Protein on DNA-Binding Site"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 300・1. 87-92 (2003)
• [Publications] W.Nomura: "Effects of Length and Position of an Extended Linker on Sequence-Selective DNA Recognition of Zinc Finger Peptides"Biochemistry. 42・50. 14805-14813 (2003)