転写因子USFとCREBの協調的活性化を介したBDNF遺伝子発現機構の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15790039
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 田渕 明子 富山医科薬科大学, 薬学部, 講師 (40303234)
• Keywords: BDNF / CREB / USF / ヘテロダイマー形成 / RhoGEF / 転写 / SRF

Research Abstract

代表者はすでに、ラット大脳皮質初代培養系で、脳由来神経栄養因子(BDNF)遺伝子プロモーターI(BDNF-PI)のカルシウム(Ca2+)シグナル応答機構の解析を行ってきた。本研究では、この応答に関わる転写因子CREBとUSFとの相互作角によるBDNFプロモーターの協調的活性化機構、及びsmall Gタンパク質が神経系における遺伝子発現を制御する可能性について検討した。
(1)転写制御因子CREB,USFの相互作用の解析
まず、USF1,USF2をラット肝臓からクローニングし、塩基配列を確認後にFLAGタグ発現ベクターにサブクローニングした。そして、HeLa細胞に遺伝子導入後、細胞抽出液を調製して、免疫沈降実験を行った。その結果、CREBとUSF2aもしくは2bの両者が相互作用していることが明らかとなった。特にUSF2bが強くCREBと結合していた。また、USF2bを過剰発現すると、CRE依存性転写活性化が濃度依存的に抑制されたことから、USFは、CREBと結合して、CREへの結合を妨げることが予想される。
(2)神経特異的RhoGEFによる遺伝子活性化機構の解析
海馬と大脳皮質に高発現しているRhoGEF,Techは、その恒常的活性化型が、大脳皮質ニューロンにおいて樹状突起の退縮を起こし、NIH3T3細胞においてはストレスファイバーの形成を引き起こす。また、この形態変化は、SRFの活性化とほぼ一致していた。さらに、転写因子MALが核に移行することが、TECH依存性のSRF活性化の引き起こすことが明らかとなった。
これらの研究推進によって、シナプス入力と神経機能発現に関連した遺伝子発現活性化との関係が明らかとなり、遺伝子発現が神経可塑性に果たす役割を理解することができると考えられる。

Research Products

• [Publications] M.Fukuchi, S.Sakuragawa, A.Tabuchi, M.Tsuda: "Calcium signal-mediated expression of the vasoactive intestinal polypeptide gene and its small contribution to the activity-dependent survival of mouse cerebellar granule cells"J Neurosci Res. in press.
• [Publications] A.Tabuchi, K.Funaji, J.Nakatsubo, Fukuchi, M., Tsuchiya T, Tsuda M: "Inactivation of aconitase during the apoptosis of mouse cerebellar granule neurons induced by a deprivation of membrane depolarization"J Neurosci Res. 71. 504-515 (2003)