無機リン酸によるナトリウム/リン酸共輸送担体遺伝子発現調節機構の解明

阐明无机磷酸盐对钠/磷酸盐共转运载体基因表达的调控机制

• 批准号: 07770105
• 负责人: 竹谷 豊
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07770105/
• 关键词: 無機リン酸; 輸送担体; 腎臓; ビタミンD; 遺伝子発現調節

生体における無機リン酸恒常性維持は、腎臓におけるヒトNa^+/リン酸共輸送担体による再吸収活性を調節することで行われている。特に細胞外無機リン酸レベルの変化による本輸送活性の調節は、重要である。本研究では、ヒト腎臓に発現する2つのNa^+/リン酸共輸送担体(NaPi-3およびNPT-1)のゲノム遺伝子をクローニングし、その5′-転写調節領域の塩基配列の決定およびこれらの遺伝子発現調節の分子機構について検討を行った。ヒトゲノムDNAライブラリーをスクリーニングした結果、両遺伝子の5′-転写調節領域を含むクローンを得ることができ、それぞれについて塩基配列を決定した。NaPi-3遺伝子の転写開始点より上流領域には、典型的なTATA-box、cAMP応答配列やAP-1結合配列の他、3ヶ所のダイレクトリピート様構造(DR-like)を見出した。一方、NPT-1遺伝子の5′-上流領域には、2ヶ所のCCAAT-boxやオクタマ-配列(ATTTGCAT)が見いだされたが、典型的なTATA-boxは見られなかった。次に、ルシフェラーゼアッセイ法を用いて両遺伝子の転写活性に重要な因子を検討したところ、ビタミンDが、2つのNa^+/リン酸共輸送担体(NaPi-3およびNPT-1)の発現に重要な役割を果たしているものと考えられた。さらに、NaPi-3遺伝子の5′-転写調節領域には、酵母のリン応答配列(CACGTG)が存在することを見出した。そこでこの配列を含む合成DNAを作成し、普通食および低リン食で飼育したラットの核抽出液を用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、低リン食による血中リンレベルの低下に伴い増加するバンドを検出した。この結合因子は、リン応答性の転写調節因子であると考えられ、また、酵母と同様の配列を認識したことから、おそらく真核生物間で保存されているリン応答因子である可能性が考えられた。

通过调节肾脏中人Na^+/磷酸盐共转移载体的重吸收活性来实现活生物体中的无机磷酸盐稳态。特别是，通过改变细胞外无机磷酸盐水平来调节这种运输活性很重要。在这项研究中，将两个Na^+/磷酸共转移载体（NAPI-3和NPT-1）的基因组基因克隆，并测定其5'-转录调节区域的碱基序列和用于调节这些基因表达的分子机制的基础序列。由于筛选了人类基因组DNA文库，获得了两个基因的5'-转录调节区域的克隆，并确定了每个基因的碱基序列。在NAPI-3基因的转录起源上游的区域中，除了典型的tata-box，CAMP响应序列和AP-1结合序列外，还发现了三个直接重复样结构（DR）。另一方面，在NPT-1基因的5'上游区域中发现了两个CCAAT盒和八聚体序列（ATTTGCAT），但找不到典型的tata-boxes。接下来，当我们使用荧光素酶测定研究对这两个基因的转录活性重要的因素时，人们认为维生素D在两个Na^+/磷酸盐共转移载体（NAPI-3和NPT-1）的表达中起重要作用。此外，发现酵母磷反应序列（CACGTG）存在于NAPI-3基因的5'-转录调节区域中。因此，制备了含有该序列的合成DNA，并使用在正常和低磷饮食上饲养的大鼠的核提取物进行凝胶转移测定，并且随着由于低磷饮食而导致的血液磷水平降低而增加的带。该结合因子被认为是一种磷反应性转录调节剂，并且由于它识别出与酵母类似的序列，因此它很可能是真核生物中磷的磷反应因子。

项目成果

Y.Taketani: "Structure of the human renal phosphate transporter (NaPi-3) gene" Journal of Bone and Mineral Research. 10. S155 (1995)

Y.Taketani：“人肾磷酸转运蛋白（NaPi-3）基因的结构”《骨与矿物质研究杂志》。