2つの隣接した遺伝子にまたがるメッセージの発見:その形成の分子機構と生理的意義

跨越两个相邻基因的信息的发现：其形成的分子机制和生理意义

• 批准号: 13877375
• 负责人: 寺田 弘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13877375/
• 关键词: 遺伝子構造; エネルギー代謝; 筋型CPTI; 進化; 隣接遺伝子

申請者らは、褐色脂肪組織のエネルギー代謝に密接に関連したタンパク質の探索研究を進める過程において、この組織には多量に発現しているが白色脂肪組織にはほとんど発現していない新規のタンパク質(後に筋型カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ、M-CPTIと名付けた)を発見することに成功した。ヒトの筋型CPTIをコードする遺伝子をクローニングし、その構造解析を行ったところ、驚いたことにその遺伝子のすぐ上流(およそ300bps上流)に、全く別の遺伝子(コリンエタノールアミンキナーゼ様遺伝子)が同じstrand上に位置していることが判明した。更に興味深いことに、ヒトの筋組織や心臓では、筋型CPTIの遺伝子とコリンエタノールアミンキナーゼ様遺伝子の両者にまたがるメッセージが発現していることを明らかにすることに成功した。なぜ、このようなメッセージが存在し得るのか、またその生理的意義はどのようなものであるのかを理解することは、高等動物の進化に伴う遺伝子形成機構を理解する上で非常に重要である。そこで本研究ではまず、他の動物種での筋型CPTI遺伝子とコリンエタノールアミンキナーゼ様遺伝子がどのような関係にあるのかという点に焦点をあてた研究を行った。その結果、マウスとラットにおいても、ヒトの場合と同様、筋型CPTI遺伝子のすぐ上流にはコリンエタノールアミンキナーゼ様遺伝子が存在し、両者にまたがるメッセージが存在することを明らかにすることができた。

在寻找棕色脂肪组织中与能量代谢密切相关的蛋白质的过程中，申请人发现了一种在该组织中大量表达而在白色脂肪组织中几乎不表达的新蛋白质（他成功发现了肌肉型肉碱棕榈酰转移酶（后来命名为肌肉型肉碱棕榈酰转移酶））。 M-CPTI）。当我们克隆编码人类肌肉型CPTI的基因并分析其结构时，我们惊讶地发现一个完全不同的基因（胆碱乙醇胺激酶样基因）位于该基因的紧邻上游（大约上游300 bps）。发现它们位于同一条线上。更有趣的是，他们成功地揭示了跨越肌肉型CPTI基因和胆碱乙醇胺激酶样基因的信息在人类肌肉组织和心脏中表达。了解这些信息为何存在以及它们的生理意义对于理解高等动物进化过程中的基因形成机制极为重要。因此，在本研究中，我们首先关注其他动物物种中肌肉型CPTI基因与胆碱乙醇胺激酶样基因之间的关系。结果，我们能够证明，在小鼠和大鼠中，就像在人类中一样，在肌肉型 CPTI 基因的上游紧邻有一个类似胆碱乙醇胺激酶的基因，并且存在一条跨越两者的信息。

项目成果

T.Hatanaka et al.: "Significant expression of functional human type 1 mitochondrial ADP/ATP carrier in yeast mitochondria"Biol. Pharm. Bull.. 24. 595-599 (2001)

T.Hatanaka 等人：“功能性人类 1 型线粒体 ADP/ATP 载体在酵母线粒体中的显着表达”Biol。

E.Majima et al.: "Specific labeling of the bovine heart mitochondrial phosphate carrier with fluorescein-5-isothiocyanate : roles of Lys185 and putative adenine nucleotide recognition site in phosphate transport"J. Biol. Chem.. 276. 9792-9799 (2001)

E.Majima 等人：“用 5-异硫氰酸荧光素对牛心线粒体磷酸盐载体进行特异性标记：Lys185 和假定的腺嘌呤核苷酸识别位点在磷酸盐转运中的作用”J.

S.Goto et al.: "Efficient radical trapping at the surface and inside the phospholipid membrane is responsible for highly potent antiperoxidative activity of the carotenoid astaxanthin"Biochim. Biophys. Acta. 1512. 251-258 (2001)

S.Goto 等人：“类胡萝卜素虾青素的高效抗过氧化活性归因于磷脂膜表面和内部的有效自由基捕获”Biochim。

Y.Shinohara et al.: "Expression of NAD+-dependent isocitrate dehydrogenase in brown adipose tissue"Biochem. Biophys. Res. Commun. 281. 634-638 (2001)

Y.Shinohara等人：“NAD依赖性异柠檬酸脱氢酶在棕色脂肪组织中的表达”Biochem。

T.Hatanaka et al.: "Characterization of the yeast mitochondrial ADP/ATP carrierfacing the cytosol by site-directed mutagenesis"Biochem. Biophys. Res. Commun. 286. 936-942 (2001)

T.Hatanaka 等人：“通过定点诱变对面向胞质溶胶的酵母线粒体 ADP/ATP 载体进行表征”Biochem。