著者

近藤 寿人 蒲池 雄介

出版者

大阪大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

1999

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細胞分化をすすめる転写制御因子のうち、SOX因子群はとりわけ細胞分化の決定に中心的な役割を果たしている。現在20数種類が知られているSOX因子は、そのアミノ酸配列の類似性から、AグループからGグループまでに分類されている。いずれのSOX因子もHMGドメインによってほぼ同一の塩基配列に結合しながら、制御標的遺伝子も、制御する細胞分化のレパートリーもグループ毎に異なる。SOX2を例として、制御標的遺伝子の一つδクリスタリン遺伝子のエンハンサーに対する制御機構を解析した。δEF3の候補分子を、酵母細胞の中での遺伝子活性化反応によってクローニングした結果それがPax6と同一であることが明らかになった。そしてSOX2,Pax6,エンハンサーDNAの3者の共存によってはじめて、強い転写活性化複合体が形成されることを確認した。このSOX2とPax6の協調による遺伝子の活性化が、水晶体分化の開始反応であると考えられる。SOX因子は、それ単独でDNAに結合しただけでは、SOX因子自体が持つ転写活性化機能を発揮することができず、DNA上の近傍に結合したパートナー因子との協同作用によってはじめて制御活性を示すことを示した。SOXやパートナー因子の発現の変化に連動して、SOXの制御下にある遺伝子のセットが切り替わることが細胞分化の重要な制御機構の一つであると考えられる。SOXグループ毎にパートナー因子が異なるために、グループ毎に特異的な作用がうまれ、SOX因子群が細胞分化のスイッチとして作用する。

著者

近藤 寿人 濱田 博司 田中 亀代次 杉野 明雄 辻本 賀英 米田 悦啓

出版者

大阪大学

雑誌

特別推進研究(COE)

巻号頁・発行日

2000

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本研究は、(1)それぞれの細胞が持つ核に与えられている一組の遺伝情報(ゲノム情報)がどのようにして読み出され、個体をつくるのか?(2)その個体では、ゲノムや細胞がうけるさまざまな損傷をどのように修復して健全な生命を維持するのか?という生命の基本問題に答えようとするものである。異体的な素機構(遺伝子複製・修復・転写、分化調節、アポトーシス、核 細胞質間輸送などに関するもの)の解析から出発しつつ、階層縦断的なアプローチからなる組織的な研究を実施して、個体の形成と個体生命の維持機構の全体像を示すことを目標とした。平成16年度には、以下に述べる研究の進展がみられた。1.分泌タンパク質Nodalとその阻害タンパク質の相互作用によって細胞内のSmad-FoxH1タンパク質複合体の活性が制御されて原始内胚葉領域が移動し、それが、胚の将来の脳(前側)部分を裏打ちして体の頭尾方向が決まることを示した。多系統のノックアウトマウスと高度の胚操作技術を駆使した。(濱田)2.その過程の後、神経誘導のプロセスによって、SOX2転写調節因子遺伝子が発現を開始して、胚の中の将来の脳を規定しながら頭部側より尾部側に向かって発現領域を広げる。神経誘導の開始、また、異なった脳部域を制御する5種類のエンハンサーを見つけて、神経誘導および脳の部域化の各ステップを分析した。SOX2は単独で作用するのではなく、PAX, POUファミリーの転写複合体をつくり、それらの複合体がもつDNA結合と活性の特異性にもとづいて遺伝子群を制御することを示した。(近藤)3.転写と共役したDNA修復に関与するXAB2蛋白質複合体を中心とした研究をすすめた。色素性乾皮症A群(XPA)蛋白質に結合する蛋白質であるXAB2を含む蛋白質複合体の精製を行い、分析した。XAB2蛋白質コア複合体は6種類の構成因子からなることがわかった。複合体構成因子の幾つかはスプライシング因子として知られているものであった。XAB2をノックダウンした細胞は、TCR能が低下し、紫外線高感受性となり、mRNAスプライシングにも異常を示した。XAB2が、TCR、転写、スプライシングに関与する多機能性蛋白質複合体の繋ぎめ的因子であることが示された。(田中)4.DNA複製開始に必須な新しい蛋白複合体GINS(Sld5-Psf1-Psf2-Psf3の複合体)を分析した。この蛋白複合体は染色体複製に必須なDNA polymerase εと直接相互作用して、染色体複製開始反応を行っていることをin vivo及びin vitroで明らかにした。一方、この染色体複製開始を厳密に制御しているCdc7/Dbf4 protein kinase複合体の複製開始反応における機能解析を行い、Cdc7/Dbf4複合体がMcm2-7複合体に定量的に結合することが重要であることを明らかにした(杉野)5.アポトーシス反応の惹起にかかわるミトコンドリア膜透過性の制御をノックアウトマウスを用いて解析した。ミトコンドリア膜透過性亢進に関わることが示唆されていたシクロフィリンDノックアウトマウスを作製した。このマウスのミトコンドリアは、Caなどにより誘導される膜透過性亢進現象を起こさないことを示した。また、ミトコンドリア膜透過性に関与する可能性を見いだした新規のミトコンドリア膜チャネルの機能の詳細な解析を実施した。(辻本)6.転写調節因子の核局在化シグナル受容体であり、importin βと核蛋白質の結合を仲介するアダプダー分子であると考えられていたimportin αが、importin βと関係なく、それ自身の能力で核膜孔を通過できることを示し、輸送機構の多様性を明らかにしてきた。また、importin βの変異体を利用することにより、核膜孔の核内外通過において重要なimportin βの核膜孔複合体相互作用領域を決定することができ、核膜孔通過の方向性決定の理解に向けた研究を進めることができた。(米田)