ショウジョウバエlola遺伝子産物の構造的・機能的多様性

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ショウジョウバエlola遺伝子は胚期における中枢および末梢神経系の形成、とくに神経軸索の正確な投射に必須な遺伝子である。本研究計画ではlola遺伝子の発現制御解析および機能解析に焦点を絞った。まず、cDNA解析によりlola遺伝子のエキソン・イントロン構造をあきらかにした。その結果、lola遺伝子は32個のエキソンから構成される巨大かつ複雑な遺伝子で、選択的スプライシングにより80種以上のmRNAアイソフォームを生じることがわかった。定常領域はタンパク間相互作用に働くBTBドメインをコードしておりく可変領域はDNA結合に関わるZnフィンガーモチーフをコードする。すなわち、20種以上のBTB/Znフィンガー型転写因子アイソフォームを産生する。RNA in situハイブリダイゼーションおよび定量的PCR解析の結果、lolaの発現がアイソフォームレベルで時空的に厳密に制御されていることがあきらかになった。また、アイソフォーム単位での機能解析の結果、夫々のアイソソフォームが機能的にも夫々に特化していることが考えられた。lola遺伝子が適切に機能するためには、選択的スプライシングの制御が適切でなければならない。選択的スプライシングの制御システムを詳細に解析したところ、lolaでは二通りのスプライシングシステム、すなわち選択的シススプライシングと選択的トランススプライシングが採用されていることがわかった。この発見は、エキソンが同方向に配向する一般的な遺伝子座においては初めてのことである。また、定常領域と可変領域は同一遺伝子座内に存在するにもかかわらず独立の転写単位として発現しているとうこともあきらかにした。