染色体間相互作用による遺伝子発現制御メカニズムのin vivo解析

通过染色体相互作用进行基因表达控制机制的体内分析

基本信息

批准号：
19380190
负责人：
谷本啓司
金额：
$ 7.07万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

遺伝子転写の時期・場所・量の制御は、転写開始点付近の「プロモーター」配列と、より遠くに存在する「エンハンサー」配列との相互作用により制御される。近年、数百kb離れたシス・エンハンサーによるプロモーター活性化の例も報告されている。このため、個々の遺伝子に対して、長距離エンハンサー・プロモーター相互作用に特異性をもたらすメカニズムが必要である。本研究では、酵母人工染色体(YAC)上にクローン化されたヒト・βグロビン遺伝子座を導入したトランスジェニック・マウス(TgM)を用いて、長距離相互作用のメカニズムを明らかにしたいと考えている。βグロビン遺伝子座は70kb以上の大きさを持ち、5つのβ様グロビン遺伝子が存在する(ε-Gγ-Aγ-δ-β)。遺伝子座の5'末端に存在するLCRエンハンサーは、初期造血期(primitive stage)には近位(LCRから数kb)にあるεやγ遺伝子プロモーターを活性化し、後期造血期(definitive stage)には遠位(数10kb)のβ遺伝子を活性化する。β遺伝子がprimitive stageに発現しない理由として、1)β遺伝子より近位にε、γという強く発現する遺伝子が存在するためLCR活性をめぐる「競合」に勝てない、2)Primitive stageではβ遺伝子もLCRとの「距離」に感受性になる、の2つの可能性が考えられた。これらを区別するために、LCRとβ遺伝子間の距離を変えずに、競合する3つの遺伝子(ε、Gγ、Aγ)のプロモーター領域を破壊したYAC TgMを作製した。このマウスのPrimitive stageの赤血球を解析したところ、β遺伝子が発現するようになった。この結果は、1)の仮説、すなわち野性型遺伝子座においてβ遺伝子が発現しない理由が、他の遺伝子との「競合」にあることを強く支持した。

基因转录的时间、位置和数量的控制是通过转录起始位点附近的“启动子”序列与位于较远的“增强子”序列之间的相互作用来控制的。近年来，还报道了相距数百kb的顺式增强子激活启动子的例子。因此，需要机制来为单个基因提供长程增强子-启动子相互作用的特异性。在这项研究中，我们希望利用转基因小鼠（TgM）阐明远距离相互作用的机制，其中将人类β-珠蛋白基因座克隆到酵母人工染色体（YAC）上。 β-珠蛋白位点大小超过70 kb，有5个类β珠蛋白基因（ε-Gγ-Aγ-δ-β）。位于基因位点 5' 端的 LCR 增强子在原始阶段激活位于近端（距 LCR 数 kb）的 ε 和 γ 基因启动子，并激活位于近端（距 LCR 数 kb）的 ε 和 γ 基因启动子）在原始阶段激活远端（几十kb）β基因。 β基因在原始阶段不表达的原因是：1）靠近β基因有强表达基因ε和γ，因此无法赢得LCR活性的“竞争”；2）β基因是考虑了两种可能性：对距 LCR 的“距离”的敏感性。为了区分这些，我们创建了 YAC TgM，其中三个竞争基因（ε、Gγ 和 Aγ）的启动子区域被破坏，而不改变 LCR 和 β 基因之间的距离。当我们分析这只小鼠的原始期红细胞时，我们发现β基因开始表达。这一结果有力地支持了假设1），即β基因在野生型位点不表达的原因是与其他基因的“竞争”。