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1.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 甲状腺刺激ホルモン受容体の発現調節および細胞内情報伝達機構に関する研究 — Research mechanisms of Thyrotropin Receptor Expression
生山 祥一郎 ; IKUYAMA Shoichiro
研究期間: 1996-1997
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概要: 我々はH6〜7年度の研究(科研費一般研究(C)・課題番号06671036)により、TSH受容体遺伝子の発現調節に関与するプロモーターの構造と機能を解析し、そのcis-acting element及びそれに結合する種々のtrans-acting factorの性状について明らかにした。すなわち、この一連の研究でTSH受容体遺伝子のminimal promoter regionを同定し、この領域がこの遺伝子の甲状腺特異的発現調節にきわめて重要であることを示すとともに、自己免疫性甲状腺炎の発症に深く関与しているインターフェロン-γ(IFN-γ)のTSH受容体遺伝子のプロモーター活性に対する作用機構を明らかにした。得られた一連の結果のなかで特に興味のある成績は、TSH受容体遺伝子と主要組織適合抗原(MHC)class II遺伝子のプロモーターに共通の転写因子TSEP-1/YB-1が結合し、この2つの遺伝子を抑制的に制御することである。 平成8〜9年度の研究では、(1)TSH受容体プロモーターのさらに上流域を-4.2kbまでクローニングし、その構造と機能を明らかにした。TSH受容体プロモーターは上流域を-4.2kbまで伸張しても、その活性にあまり大きな変化が見られず、これまでに解析してきたminimal promoter regionの重要性が再確認された。その理由として、上流域にはTSEP-1/YB-1の結合配列が多数存在し、活性が基本的に抑制されている可能性が考えられた。ついで、(2)転写因子TSEP-1/YB-1に作用する薬剤の探索を試みた。この目的は、自己抗原であるTSH受容体と自己免疫反応の誘発に関与すると考えられるMHC class II抗原の甲状腺細胞における発現を同時に制御することにより、Basedow病などの自己免疫性甲状腺疾患の治療により有用な薬剤の開発につなげたいということである。今回の検討ではnicotinamideが用量依存的にTSH受容体とMHC class II遺伝子のプロモーター活性を増強することを見い出し、これはTSEP-1/YB-1のmRNAおよび蛋白レベルで抑制することを明らかにした。この結果自体が直接治療に結び付くわけではないが、転写因子のレベルで自己免疫性甲状腺疾患をコントロールしうる薬剤の可能性を示唆するものであり、今後も検討の余地があると考えられる。 続きを見る
2.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of チトクロ-ムPー450の分子生物学:発現の分子機構
大村 恒雄
研究期間: 1990
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概要: 新たなPー450分子種の確認と構造決定、Pー450遺伝子の発現調節機構、Pー450の生合成と膜への組み込み機構、Pー450の構造と酵素活性の相関などの諸問題を研究班員が分担して研究を進めた。 新たなPー450として、ラット肝のコレステロ-ル7α位を水酸化するPー450(奥田)、ラット腎臓の25ーヒドロキシビタミンD_3の24位を水酸化するPー450(奥田)、ラット肝細胞の初代培養で誘導されるPー450(大村)など数種類の一次構造を決定した。 Pー450遺伝子の発現調節については、ラット肝臓においてのPー450aの発現が成長ホルモンにより調節されることを確かめ(加藤)、Pー450c遺伝子のTCDD誘導時に発現制御領域XREに結合する因子の精製を進め(船江)、BTEに働く新しい因子の構造を決定した(藤井)。また、ステロイドホルモン生合成に関与するPー450_<11>β(大村)、Pー450sccとPー450c_<21>(藤井)の転写調節領域を解析し、新しいエレメントの存在を確認した。ヒトについては、Pー450c遺伝子の多型と肺癌発生の間に有意の相関があることを見いだし(川尻)、胎児型Pー450の発現も検討した(鎌滝)。又、ハムスタ-の肺Pー450についても発現調節の研究を進めた(渡辺)。 Pー450の生合成については、Pー450が生合成時に小胞体膜へ組み込まれる過程を解析し、組み込み時にシグナルとして機能するアミノ酸配列の構造要求性を検討した(大村)。また、肝細胞内においてのPー450の分解過程を免疫電顕法で解析した(田代)。 Pー450の構造活性相関については、Pー450cam(堀内)、Pー450d(清水)、及びPー450IIC(今井)についてアミノ酸点変異の導入、キメラ蛋白質の作成などにより研究を進め、活性に必要ないくつかのアミノ酸残基を特定できた。 続きを見る
3.
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Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of HLAクラスII遺伝子の異所性発現調節機構 — Regulation of ectopic expression of HLA class II genes.
木村 彰方 ; KIMURA Akinori
研究期間: 1989-1991
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概要: HLAーDQA1遺伝子の発現制御領域にはNFーTRSとNFーYの2種の核蛋白が結合するが、その結合領域は重複しており、しかもこの領域内に遺伝的多型性の存在することを明らかにした。さらに同領域の遺伝的多型性に対応する合成オリゴヌクレオチドプロ-ブを用いたゲルシフトアッセイにより、対立遺伝子特異的な塩基変異によるNFーTRSおよびNFーYとの結合親和性の著明な変化を認めた。すなわち、QAP4.1対立遺伝子(DQA1*0501に対応)、QAP4.2対立遺伝子(DQA1*0401および*0601に対応)では、これらの正の転写因子との結合親和性が極めて低いこと、NFーTRS結合領域内に変異を有するQAP3.1および3.2対立遺伝子においてはNFーYとの結合親和性も低下していた。以上よりNFーTRSとNFーYは協調してDQA1遺伝子プロモ-タ-に結合することが明かとなった。このことは、DQA1遺伝子の発現性に遺伝的多型性の存在する可能性を示唆するが、CATアッセイを用いた転写解析から、DQA1対立遺伝子毎にIFNやTNFによる発現誘導性に差の存在することがわかった。さらに若年性糖尿病とDQA1プロモ-タ-領域多型性の相関を検討したところ、QAP1.2および1.4対立遺伝子の著明な減少(相対危険率0.36)とQAP3.1対立遺伝子の著明な増加(相対危険率4.33)を認めた。一方、DRB1遺伝子の発現制御領域においても、正の転写因子NFーYおよびCTFそれぞれの結合領域に遺伝的多型性が確認され、合成オリゴヌクレオチドプロ-ブを用いた同様のゲルシフトアッセイにより、この遺伝的多型性と転写因子への結合親和性に密接な関連のあることが明かとなった。このことより、HLAクラスII遺伝子においては、発現性における遺伝的多型性が存在すると考えられ、自己免疫疾患発症機構への関与が推定された。 続きを見る
4.
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Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of αBークリスタリン蛋白の中枢神経系細胞における発現機構の解析 — Molecular analysis of alphaB-crystallin in central nervous system and in pathologic conditions.
岩城 徹 ; IWAKI Toru
研究期間: 1990-1991
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概要: 従来レンズ特異蛋白質であると考えられてきたαークリスタリンのうち,そのサブユニットであるαBークリスタリンがレンズ外の種々の臓器においても発現がみられ,特にアレキサンダ-病の疾患脳にこの蛋白質が異常に蓄積することが分かり,この蛋白質の神経疾患での挙動が注目されるようになった。そこで本研究では中枢神経系におけるαBークリスタリンの発現調節機構を明らかにし,その役割を検討するとともに,アレキサンダ-病の遺伝子解析を行い,その病因の解明の一助とすることを目的とした。まず,αBークリスタリンのmRNAの構造を解析し,そのcDNAとgenomic DNAの塩基配列を決定した。その結果,ラット脳では5'ー先導配列の長さの異なる2種類のmRNAが発現しており,単一遺伝子内に2つのプロモ-タ-領域があることを示唆するデ-タを得た。この短いmRNAの転写開始点の約50bp上流と約390bp上流に熱ショック調節配列がみられた。グリア系の培養細胞を用いた誘導実験でNorthern blottingの結果,αBークリスタリンはホル環-ルエステルや熱ショックでその短かいmRNAが選択的に発現増強を受けた。ついで,アレキサンダ-病の遺伝子解析をPCR法にて行った。しかしそのコ-ティング領域と5'上流に存在する調節領域には変異が認められず,さらにこの疾患では低分子量熱ショック蛋白質の蓄積がある事が分かり,αBークリスタリンの異常蓄積はグリア細胞に非常に亢進したストレス反応が起った結果と考えられた。また免疫組織化学染色法によってαBークリスタリンが種々の疾患脳においてその病的状態に対して反応性に発現が増強してくる蛋白質である事を示し,遺伝性疾患である結節性硬化症ではこの蛋白質の発現亢進がその特徴的な組織像と関連している所見を得た。今後αBークリスタリンの脳内発現の意義を生化学的に検討することは,神経細胞のストレス反応を理解する上で重要なテ-マになると考えられる。 続きを見る
5.
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Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 甲状腺刺激ホルモン受容体遺伝子の発現調節機構に関する研究
生山 祥一郎
研究期間: 1994-1995
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概要: 甲状腺刺激ホルモン(TSH)受容体遺伝子の発現調節機構を明らかにするため、私どもはラットTSH受容体遺伝子のプロモーター領域の解析を続けてきた。これまでの研究により、この遺伝子のプロモーターは翻訳開始点から上流約220bpまでの領域がプロ-モーター活性の発現自体に重要であるばかりでなく、(1)この遺伝子の甲状腺細胞特異的発現、(2)TSH/cAMPシグナルによる転写活性の一過性増強とその後の抑制、(3)インスリン/IGF-1による転写活性の増強などに重要であることを明らかにし、この領域を"minimal promoter region"と呼称している。この領域内に存在し上述の発現調節に関与するcis-acting elementとそれに結合する蛋白因子の性状を明らかにした。すなわち、(1)プロモーター活性発現に必須で、constitutive enhancerとして機能するcAMP応答領域(CRE)、(2)CREの機能を抑制することによりプロモーター活性を抑制している繰り返し配列とこの配列に結合する2種類の因子、(3)甲状腺特異的転写因子TTF-1の結合領域、(4)インスリン応答領域とこれに結合する因子(TIFs)、および(5)TTF-1と共同してDNAに結合し転写を増強する因子などである。 ついで、自己免疫性甲状腺炎の発症に関与すると考えられるインターフェロンγ(IFN-γ)の甲状腺細胞に及ぼす影響を明らかにするため、TSH受容体遺伝子のプロモーター活性に対する効果を検討した。IFNγは特異的にTSH受容体のプロモーター活性を抑制することを明らかにし、この抑制効果は上述のTTF-1のDNA結合を減弱させることがその一因であることをゲルシフト解析により示した。TTF-1のmRNA発現量および蛋白量には変化がなく、TTF-1のDNA結合量の低下の機序は、IFN-γによるTTF-1の結合親和性の低下であることを明らかにした。 続きを見る
6.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 神経膠腫におけるαB-クリスタリン発現の亢進の意義と癌遺伝子との関係 — Accumulation of alphaB-crystallin in glioma cells and the relation to oncogene expression.
岩城 徹 ; IWAKI Toru
研究期間: 1992-1993
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概要: 本研究は神経膠腫におけるαB-クリスタリンの発現亢進が腫瘍の生物学的特性とどのような関係があるかを検討し、種々の神経疾患におけるグリア細胞の反応機構と比較検討する事を目的としている。αB-クリスタリンは低分子量熱ショック蛋白質(HSP27)とアミノ酸配列の相同性が高く水晶体以外ではストレス蛋白質として働いている可能性がある。そこで、グリア系の培養細胞を用いて種々のストレス状態におけるαB-クリスタリンの発現調節を検索した。その結果グリア細胞においてαB-クリスタリンの発現が熱ショックや過酸化水素水を用いたoxidative stressによって誘導を受けることを見いだした。ついでαB-クリスタリン蛋白質の神経系における機能について検討するためにグリオーマ細胞に遺伝子導入を行ない、発現レベルの異なるモデルを作成してその機能解析を進めた。この実験では構成的に発現を変化させる目的で、ラウス肉腫ウイルスのプロモーターの下流にαB-クリスタリンのcDNAを正方向ないし逆方向に連結したものをグリオーマ細胞(C6,U-373MG)に導入し、αB-クリスタリンの高発現系および発現抑制系を作成した。αB-クリスタリンの発現を抑制すると細胞は小型で細長くなり、ストレスファイバーの減少ないし消失をきたし、細胞の基質への接着性が低下した。逆にαB-クリスタリンの増加はグリオーマ細胞に熱ショックへの耐性獲得に寄与することが分かった。以上の結果よりαB-クリスタリンはグリオーマにおいて細胞骨格構造の安定化に関与し、種々のストレス耐性の担い手となっていることが示唆された。最後にHSP27に対する抗体を用いた免疫染色にて、HSP27はグリオーマ細胞以外にも神経芽細胞腫株など、より広い種類の細胞に発現がみられ、ローゼンタール線維にもHSP27が含まれていた。 続きを見る
7.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of サツマイモのデンプン合成過程におけるスクロースシンターゼの役割に関する研究 — A ROLE FOR SUCROSE SYNTHASE IN STARCH SYNTHESIS IN SWEET POTATO
斎藤 和幸; SAITOU Kazuyuki; 斎藤 和幸 ... [ほか]
研究期間: 1995-1996
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概要: 本研究はサツマイモのスクロースシンターゼ(SUS)に着目し,その一次構造や塊根形成過程における発現を検討することにより,サツマイモのデンプン合成におけるSUSの役割を明らかにする目的で行った.得られた結果は以下の通りである.1.サツマイモのSUSの予想されるアミノ酸配列はジャガイモのSUSと高い相同性(91%)を示したが,同じ双子葉植物のシロイヌナズナとの相同性(69%)は単子葉植物のイネやトウモロコシのSUSと相同性(75%)よりも低い値を示した.2.サツマイモの器官別のSUS活性は塊根で最も高く,葉柄,ほふく茎及び細根では低く,葉身では検出できなかった.SUSのcDNA断片をプローブとしたノーザンブロット分析を行ったところ,塊根,葉柄,ほふく茎及び細根では約2.4kbpのバンドが検出されたが,葉身では検出されなかった.SUSのmRNAは塊根で最も多く,SUS活性と同様な結果が得られた.3.苗植付け後の根のSUS活性及びmRNAレベルは経時的に増加し,根の肥大やデンプンの合成過程と一致した.4.SUSの発現と根内の反応基質やその代謝産物との関係を検討するため,苗植付け後の根のスクロース,グルコース及びフルクトース含量を経時的に測定した.スクロース含量は早期に増加し,それを追うようにSUS活性は増加した.グルコースやフルクトースはスクロースに比べて含量が低く,SUS活性の経時的変化と関連性が認められなかった.5.サツマイモの葉-葉柄部を切り取り,葉柄切断部を6%スクロース溶液に浸しておくと葉柄のSUS活性は増加した.6.以上の結果より,サツマイモでは塊根の形成やデンプン合成にSUSが重要な役割を果たしており,転流物質であるスクロースによってSUSの発現が誘導され,その発現はmRNAレベルで調節されていることが明らかとなった. 続きを見る
8.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of ショウジョウバエにおける多重アミラーゼ遺伝子族の発現分化と適応進化
猪股 伸幸
研究期間: 1998-1999
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概要: 澱粉をグルコースとマルトースに分解するアミラーゼは、ショウジョウバエではおもに中腸で発現され餌環境を通して外界と直接に相互作用する酵素である。また遺伝子が重複しており異なる餌環境下で重複遺伝子間で発現パターンが変化している種が多いことからショウジョウバエのアミラーゼシステムは、遺伝子の多重化とそれに続く機能分化が生物の適応進化に果たす役割を明らかにするのに良いモデルシステムのひとつである。トラフショウジョウバエ(Drosophila kikkawai)にはゲノム中に4コピーのアミラーゼ遺伝子があり、それらはhead-to-headの重複(Amy1、Amy2)とtail-to-tailの重複(Amy3、Amy4)の二つのクラスターを形成していた。電荷の異なる二つのアイソザイムSとFはそれぞれAmy1、Amy2とAmy3、Amy4にコードされ、異なる餌環境下でアイソザイム間で著しく発現パターンが変わっていた。多重遺伝子族の進化を考える上で、その起原と分子進化パターンを調べることは重要である。そこで近縁3種について同様の解析を行ったところ、近縁3種においてトラフショウジョウバエ各遺伝子のorthologous geneが存在し、二つのクラスターの重複は種分化以前に起こったことが明らかになった。Amy1、Amy2 lineageとAmy3、Amy4 lineageを比較すると後者では二つのクラスターの重複後から種分子前までに同義置換速度が有意に上昇していた。また、調べた4種ともArmy3、Amy4よりAmy1、Amy2の方が異なる餌環境下および発生段階で著しく応答するという同様の発現パターンを示した。以上より二つのクラスターの重複後から種分化前までに分子進化パターンが変化し、同時に発現調節の分化が起こったと考えられる。それらの変化の因果関係については今後の研究課題である。 続きを見る