プロセシングの違いによるピルビン酸キナーゼアイソザイムのmRNAの生成とその調節

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高等動物のピルビン酸キナーゼ(PK)はL型、R型、【M_1】型、【M_2】型の4種のアイソザイムが存在し、組織特異的に発現している。これらのうち、LとR型、【M_1】と【M_2】型のmRNAはそれぞれ同じ遺伝子(L遺伝子とM遺伝子)から転写され、プロセシングの違いなどにより組織特異的に生成されるものと考えられている。このことを実証するため、これまで【M_1】型と【M_2】型のcDNAやM遺伝子のクローンを単離してその構造を解析し、【M_1】と【M_2】型のmRNAは3'端側の翻訳配列が160塩基程異なる以外は同一の配列を有すること、及び両型に固有の配列はM遺伝子中にそれぞれ1個のエクソンとして隣接して存在することを明らかにした。今年度はM遺伝子の全構造を解明するために、単離したクローンの塩基配列を調べ、5'非翻訳部分を除し全エクソン/イントロン構造を明らかにした。5'非翻訳配列は単離してある遺伝子のクローン中には存在しなかったので、現在、他のライブラリーから検索中である。次に、【M_1】型に固有のcDNA部分をプローブとして、【M_2】型しか発現していないAH130肝癌細胞の核RNAをノーザン分析した結果、成熟型よりも大きなRNA種に放射活性が検出された。【M_1】型と【M_2】型mRNAの5'端が同一であることを考えると、これらの結果は両mRNAが同一転写産物のスプライシングの違いで生じることを強く示唆する。一方、L型とR型についてはL型とcDNAの配列をすでに明らかにしていたので、R型のcDNAをクローン化し、さらにL遺伝子のクローンを単離して、その塩基配列を調べた。その結果、R型とL型のmRNAは翻訳配列を含む5'端の配列のみが異なること、これらの固有の配列はそれぞれ1個のエクソンとしてL遺伝子に存在しており、両mRNAは転写開始点の違いで産生されることが明らかになった。