ホメオドメインタンパク質の標的遺伝子の分離と機能解析

本研究の目的はHoxa-4遺伝子がコードするホメオドメインタンパク質の標的遺伝子の分離を行い、この遺伝子がコードするタンパク質の機能を明らかにし、この遺伝子発現制御に対するホメオドメインタンパク質の作用を解析をするところにある。クロマチン免疫沈降によって得られた標的遺伝子の短いDNA断片をプローブとして用い、ニワトリDNAコスミドライブラリーから結合断片の周囲約60kbをカバーするゲノムDNAクローンを得た。この領域でのHOXA-4結合断片の位置を決定し、この部域にある制御エレメントの作用下にあると予想される転写単位同定した。この領域をプローブとしニワトリ5日胚cDNAライブラリーよりcDNAクローンを得、ゲノムでの位置関係を調べたところ、エクソンは30kbに散在し、HOXA-4結合断片はこの転写単位より3'側に位置することが判った。cDNAクローンの塩基配列決定の結果この遺伝子には、特殊な状況でRasのシグナル伝達系に抑制的機能に機能すること考えられている酵母のYAK1プロテインキナーゼと部分的な類似性が高いタンパク質がコードされていた。この標的遺伝子にはプロテインキナーゼに共通してみられるいくつかの機能ドメインが保存され、さらにMAPキナーゼのようなセリン/スレオニンとチロシンの両者のリン酸化を行ういわゆるdual-specificity kinaseに共通してみられる配列と、YAK1にはないMAPKKによって制御的リン酸化を受けるアミノ酸配列を持っていた。これらのことからこの標的遺伝子はまだ報告されていないMAPキナーゼである可能性が高い。この研究とは別にHOXA-13の標的遺伝子をやはりクロマチン免疫沈降法によって分離を試みており、肢芽においてHOXA-13が結合しているDNA断片を濃縮した。この分画には本標的遺伝子の分離に用いたHOXA-4結合断片が濃縮されていることが判った。これは複数のHox遺伝子による共通の標的遺伝子の制御の可能性を示唆するものであり、今後の解析が期待されている。

本研究の目的はHoxa-4遺伝子がコードするホメオドメインタンパク質の標的遺伝子の分離を行い、この遺伝子がコードするタンパク質の機能を明らかにし、この遺伝子発現制御に対するホメオドメインタンパク質の作用を解析をするところにある。クロマチン免疫沈降によって得られた標的遺伝子の短いDNA断片をプローブとして用い、ニワトリDNAコスミドライブラリーから結合断片の周囲約60kbをカバーするゲノムDNAクローンを得た。この領域でのHOXA-4結合断片の位置を決定し、この部域にある制御エレメントの作用下にあると予想される転写単位同定した。この領域をプローブとしニワトリ5日胚cDNAライブラリーよりcDNAクローンを得、ゲノムでの位置関係を調べたところ、エクソンは30kbに散在し、HOXA-4結合断片はこの転写単位より3'側に位置することが判った。cDNAクローンの塩基配列決定の結果この遺伝子には、特殊な状況でRasのシグナル伝達系に抑制的機能に機能すること考えられている酵母のYAK1プロテインキナーゼと部分的な類似性が高いタンパク質がコードされていた。この標的遺伝子にはプロテインキナーゼに共通してみられるいくつかの機能ドメインが保存され、さらにMAPキナーゼのようなセリン/スレオニンとチロシンの両者のリン酸化を行ういわゆるdual-specificity kinaseに共通してみられる配列と、YAK1にはないMAPKKによって制御的リン酸化を受けるアミノ酸配列を持っていた。これらのことからこの標的遺伝子はまだ報告されていないMAPキナーゼである可能性が高い。この研究とは別にHOXA-13の標的遺伝子をやはりクロマチン免疫沈降法によって分離を試みており、肢芽においてHOXA-13が結合しているDNA断片を濃縮した。この分画には本標的遺伝子の分離に用いたHOXA-4結合断片が濃縮されていることが判った。これは複数のHox遺伝子による共通の標的遺伝子の制御の可能性を示唆するものであり、今後の解析が期待されている。