遺伝情報発現を転写伸長段階で制御するDECODE複合体の機能・構造解析

在转录延伸阶段控制遗传信息表达的DECODE复合物的功能和结构分析

基本信息

批准号：
17054014
负责人：
和田忠士
金额：
$ 19.14万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

mRNA合成速度を可変するDECODE複合体は、細胞の発生や分化、癌化過程に関与する。その複合体は、情報読み取り速度を可変することでDECODE回路への情報の流れを制御する。具体的には、転写伸長因子DSIFとNELFによって構成され、キナーゼP-TEFbがセリン・スレオニンのリン酸化でON/0FF活性を調節する。今年度は、試験管内転写実験によりモデル転写因子Ga14-VP16による転写反応の活性化にDSIFとP-TEFbが必須で、DSIFは伸長反応中のRNAポリメラーゼIIの一時停止を回(ポジティブ効果)することを明らかにした。またDSIFのサブユニットの一つであるゼブラフィッシュzSpt5のモルフォリノオリゴによる発現抑制を行い、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析から赤血球特異的転写因子gata1の発現が低下することがわり、in situハイブリダイゼーション法とレスキュー実験により、gata1遺伝子の発現上昇はDSIFのポジティブ効果に依存することを明らかにした。今年度は、NElF-Aノックアウトマウスの解析を引き続き行った。-/-マウスは早期の胎性致死となるが、そこから単離した-/-ES細胞はfeeder上で増殖することが前年度までに明らかとなったので、NELFが細胞の分化過程に関与するとの予想をたて、ES細胞の多分化能をin vitro分化系により検討した。その結果、-/-細胞では調べた多くの組織特異的マーカーが誘導発現されないことが分かった。ES細胞では繊維芽細胞などの分化した細胞と較べて、転写開始後に制御されている遺伝子が多いことが他のグループによって報告されており、そういった知見も考え合わせると、NELFが特定の分化過程というよりも、もっと根本的な過程-多能性細胞が分化に踏み出す最初のステップーに寄与しているのではないかと考えられる。

DECODE 复合体调节 mRNA 合成速率，参与细胞发育、分化和癌变过程。该复合体通过改变信息读取速度来控制流向解码电路的信息流。具体来说，它由转录延伸因子DSIF和NELF组成，激酶P-TEFb通过磷酸化丝氨酸和苏氨酸来调节ON/0FF活性。今年，体外转录实验表明，DSIF 和 P-TEFb 对于模型转录因子 Ga14-VP16 的转录反应的激活至关重要，并且 DSIF 逆转了延伸反应期间 RNA 聚合酶 II 的暂时悬浮（阳性效果）。我们还使用吗啉寡核苷酸抑制了斑马鱼 zSpt5（DSIF 的亚基之一）的表达，并使用微阵列进行全面的基因表达分析，通过杂交方法和拯救实验发现，红细胞特异性转录因子 gata1 的表达下降。 gata1基因表达的增加依赖于DSIF的积极作用。今年，我们继续分析NElF-A基因敲除小鼠。 -/- 小鼠遭受早期胚胎致死，但前一年发现 -/- 从它们中分离出的 ES 细胞在饲养层中增殖，因此 NELF 参与了细胞分化过程根据这一预测，我们研究了多能性。使用体外分化系统的ES细胞。结果表明，所检查的许多组织特异性标记物在-/-细胞中并未诱导表达。其他研究小组报道，在ES细胞中，与成纤维细胞等分化细胞相比，转录起始后有更多基因受到调节，考虑到这一点，NELF可能是一个特定的分化过程。可能有助于一个更基本的过程——多能细胞分化的第一步。