Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

完全長cDNA / 転写開始点 / ChIP on chip / クロマチン免疫沈降 / 転写因子 / トランスクリプトーム / クロマチン沈降 / プロモーター / 転写制御 / ゲノム

本研究においては、ヒト転写因子標的遺伝子の網羅的な同定を目的としたクロマチン免疫沈降-DNAチップ法(ChIP on CHIP法)の方法論的確立を目指した。また同法を用いて、ヒト転写因子STAT6の標的遺伝子の探索を試みた。はじめにクロマチン免疫沈降の素過程(細胞の溶解、DNAの裁断、免疫沈降に用いる担体と洗浄条件)について詳細な条件検討を行い、再現性よくSTAT6既知標的遺伝子を同定できる実験系を確立した。この系をヒト肺内皮細胞BEAS2B(喘息における炎症モデルにしばし用いられる)に対して用いて、我々の運営するプロモーターデータベースDBTSSにおいてSTAT6結合コンセンサス配列を転写開始点上流1kb以内に持つ遺伝子群の中から、4個のSTAT6標的遺伝子(プロモーター部分のLuciferase assay、RT-PCR、ChIP法においていずれも有為にSTAT6による発現誘導を認めるものと定義)を同定した。またLuciferase assay、RT-PCR、ChIPの各々では有為な発現誘導を示したものの、相互に誘導、非誘導の結果が一致しなかったものも多数認められ、その生物学的意義は興味深いと考えさらに詳細に解析を進めている。また、研究開始時点では独自のプロモーターチップの作成を計画していたが、平成17年度に入りコスト面で有利であると期待されたプロモーターチップがアジレント社から市販品として入手可能となった。また我々が、転写因子E2F4の標的遺伝子について、同チップの有効性を検証したところ、我々の実験系を用いればE2F4の新規/既知標的遺伝子を同様に精度よく検出可能であることが確認された。現在、上記STAT6標的遺伝子についても同様の検討を行い、同社プロモーターチップとその他のものとの比較検討、さらにその他の転写因子の標的遺伝子の同定に向けての有効性の検討を行っている。

イネ / ミトコンドリアゲノム / 転写制御 / 転写開始点 / 転写地図 / 反復配列 / PRS

ミトコンドリアは呼吸を通して、貯蔵エネルギーを生物が利用しやすいATPに変換する。しかし高等植物のミトコンドリアゲノムは構造が複雑で、ゲノムの分子構造と機能の関係が余り解明されておらず、育種へ応用が限定されている。本研究ではイネのミトコンドリアゲノム全体の遺伝子の位置を特定し、転写を調べ、それから遺伝子発現の制御因子についても解明し、その改変による育種への応用の基礎データを得ることをめざした。
ミトコンドリアゲノム全体の転写領域を特定し、詳しく解析しゲノムの物理地図上に位置を示した。その過程で、ABC型ヘム輸送タンパク質の遺伝子であるhelC(orf240)とNADH脱水素酵素のサブユニット6の遺伝子であるnad6をtrnN遺伝子の近傍に新たに見つけ、遺伝子の塩基配列を決定した。
次に転写単位の転写開始点を、in vitro キャッピング法とRNaseプロテクション法で調べた。その結果、イネにおいてもCRTAがミトコンドリアのプロモーターの中心配列であることが明らかになった。さらにミトコンドリアゲノムにおける遺伝子発現を解析した結果は、その機構は非常に柔軟であることを示している。たとえば、trnfM遺伝子はrrn26の上流から複製された76塩基の共通配列をプロモーターにして転写される。また葉緑体から転移したtrnHの転写にミトコンドリア特異配列がプロモーターとして働いたり、葉緑体転移配列がミトコンドリア固有の遺伝子であるnad9を発現させていたことも明らかになっている。これらはゲノムの構造変異に対応して遺伝子発現も柔軟になっていることを示している。ミトコンドリアはエネルギーの消費器官であり、その活動は必要最小限に限られるべきである。これらの機構は微妙な発現制御を可能にし、移動の自由がない植物が種々の環境かで生き延びるための戦略であると思われる。

【研究分担者】
堤伸浩	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
多々良敦	東京大学	農学部	助教授	(Kakenデータベース)
武田元吉	東京大学	農学部	教授	(Kakenデータベース)