マウス精子形成関連遺伝子群の成立と特異的発現制御機構の解析

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マウス精巣生殖細胞特異的遺伝子の構造と発現制御機構を解析した。(1)構造上の特徴:半数体特異的遺伝子の40%以上がイントロンレスで、レトロポゾンと考えられるが、多くは哺乳動物拡散以前に生じ、時間がたっているため、3'Poly(A)やダイレクトリピートを失っていた。これらの遺伝子はすべての染色体に散在しており、特定の領域に集中していなかった。さらにエクソン内にCpGアイランドを持つものも多く見られた。(2)発現制御機構:Tact1遺伝子はイントロンレスでエクソン内部にCpGアイランドを持ち、上流にCpGがほとんどない。精巣では全くメチル化されておらず、体細胞ではすべてのCpGがメチル化されていて、メチル化によりプロモーター活性が抑制されることを示した。また、精巣にメチル化したTact1遺伝子を導入すると、発現しないことから、精巣での脱メチル化が発現の必要条件であることが明らかとなった。遺伝子内部のメチル化による発現制御は珍しく、精巣生殖細胞の特徴の一端を示しているのかもしれない。また、半数体特異的遺伝子6種類(Tact1,Tact2,OAZt, Scot-t1,Scot-t2,Cpa3)について、プロモーター解析を行った。これらはいずれもTATA-box等、通常のプロモーターに見られるモチーフを持たないことから、特異的因子による制御が想像された。トランスジェニック解析により、上流100bpほどと、下流5'非翻訳領域で精巣半数体精子細胞特異的発現に必要充分であることを示した。詳細なモチーフを特定するために、欠失変異および塩基置換変異プロモーターコンストラクトをin vivo electroporation法を用いて精巣生殖細胞に導入して、ルシフェラーゼアッセイを行った。その結果、CRE様配列を持つ上流エレメント、イニシエーターさらに下流領域の組み合わせが重要であることがわかった。現在、それぞれに結合する因子の同定を行っている。