転写制御因子の多量修飾と機能調節ネットワークの解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14206040
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 深水 昭吉 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (60199172)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 文博 筑波大学, 基礎医学系, 助教授 (90226481) ; 石田 純治 筑波大学, 応用生物化学系, 助手 (30323257) ; 谷本 啓司 筑波大学, 応用生物化学系, 講師 (90261776)
• Keywords: FKHR / CBP / アセチル化 / フォークヘッド転写因子 / 転写共役因子 / ユビキチン化 / インスリン / 多重修飾

Research Abstract

転写因子はさまざまな生体刺激に反応して,転写を活性化・抑制化することで標的遺伝子の発現を制御します.しかし,遺伝子発現の『ON』や『OFF』は,単純に転写因子自身の遺伝子発現の"all or nothing"の反応ではなく,タンパクとして既に"待機"している転写因子の活性調節が必須で,modificationによって精巧にチューニングされています.
転写コファクターであるCBP/p300がヒストンアセチル基転移酵素(HAT)の活性を持つことが明らかにされたことがブレイクスルーとなり,クロマチンの基本構造を支えるヒストンのアセチル化をはじめとするリン酸化やメチル化の修飾によるリモデルリングが注目を集めています.一方,CBPと結合するE2F, MyoD, GATA-1,GATA-3,EKLF, HNF-4などの転写因子は,アセチル化でDNA結合活性と転写活性が増強される事が証明されました.
申請者らは,『フォークヘッド(FOXO)ファミリー転写因子・FKHRがCBPと、結合してアセチル化されることで,転写活性が抑制される』ことを発見し,【アセチル化=転写活性化】という定説を覆しました.さらに申請者らの研究から,FKHRはリン酸化と共役してユビキチン化される事が判明しています(未発表).このように,FKHRは《多重修飾》を受けますが),その生理機能は不明です.そこで,本研究は以下の4点に焦点を絞り,『転写制御因子の多重修飾と機能調節』の生物学的意義を明らかにすることを目的としました.
(1)アセチル化による転写抑制機構の解明:
(2)ユビキチン化による転写制御機構の解明:
(3)多重修飾の共役リレー制御の解明:
(4)修飾制御の個体機能の解明:
本年度は,FKHRがプロテオソーム阻害剤MG132によって,HepG2における安定性が増強したことを明らかにした.さらに,インスリンによってユビキチン化が加速されることも明らかにした.今後は,ユビキチン化と転写活性化の関係を明らかにしていく予定である.

Research Products

• [Publications] Hatta, M: "Regulation of alkaline phosphatase promoter activity by forkhead transcription factor FKHR"Int. J. Mol. Med.. 9. 147-152 (2002)
• [Publications] Kawabata, H.: "Possible role of transcriptional coactivator P/CAF and nuclear acetylation in calcium-induced keratinocyte differentiation"J. Biol. Chem.. 277. 8099-8105 (2002)
• [Publications] Saitoh, M.: "The presence of both the amino-and carboxyl-terminal domains in the AR is essential for the completion of a transcriptionally active form with coactivators and intranuclear compartmentalization common to the steroid hormone receptors : a three-dimensional imaging study"Mol Endocrinol. 16. 694-706 (2002)
• [Publications] Takahashi, Y.: "Characterization and idetification of promoter elements in the mouse COX17 gene"Biochim. Biophys. Acta. 1574. 359-364 (2002)
• [Publications] Nakazawa, M.: "TNF α induces acetylation of p53 but attenuates its transcriptional activation in rheumatoid synoviocytes"Int. J. Mol. Med.. 10. 269-275 (2002)
• [Publications] Kang, N.: "Reduced hypertension-induced end-organ damage in mice lacking cardiac and renal angiotensinogen synthesis"J. Mol. Med.. 80. 359-366 (2002)
• [Publications] Li, Y., Kishimoto: "Guanylyl cyclase-A inhibits angiotensin II type 1A receptor-mediated cardiac remodeling, an endogeneous protective mechanism in the heart"Circukation. 106. 1722-1728 (2002)
• [Publications] Sano, M.: "Novel method for selection of tRNA-driven ribozymes with enhanced stability in mammalian cells"J. Biol. Chem.. 12. 341-352 (2002)
• [Publications] Kunori, Y.: "Rodent α-chymases are elastase-like proteases"Eur. J. Biochem.. 269. 5921-5930 (2002)
• [Publications] Araya, N.: "Cooperative interaction of EWS with CREB-binding protein selective activates hepatocyte nuclear factor 4-mediated transcription"J. Biol. Chem.. 278. 5427-5432 (2002)