Decipher the mechanism to generate proteome diversity with area specificity in mammalian central nervous system

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中枢神経系におけるプロテオームの多様性創出と部位特異的発現制御メカニズムの解明のために、モデル遺伝子として線維芽細胞増殖因子受容体2、Fibroblast Growth Factor-Receptor2(FGFR2)遺伝子を用いて以下の解析を行った。FGFR2は選択的スプライシング制御により、哺乳類の発生段階で組織特異的に構造と機能を変えることが知られており、この構造と機能の切り替えが、哺乳類の発生においてきわめて重要なことがこれまで示されている。マウスの発生過程での神経系を含む全身でのスプライシング・パターンの検討、スプライシング制御に関与する遺伝子構造(シス配列)の同定、遺伝子構造(シス配列)に結合するトランス因子(RNA結合タンパク質)の同定、スプライシング制御メカニズムと制御ルールの解明を行った。まずFGFR2のスプライシング・レポーターシステムの開発を行い、世界で初めて内在性の組織特異的な相互排他的選択的スプライシング制御をきれいに反映する実験系の開発に成功した。このレポーター系を用いて、FGFR2の選択的スプライシング制御に重要な2つの遺伝子構造(シス配列、UGCAUG配列およびISE/ISS-3配列)を同定できた。さらに、このシス配列に結合するRNA結合タンパク質として、FoxおよびESRPを同定した。この2つの因子がFGFR2のpre-mRNAのシス配列に結合することにより、選択されやすさに優劣のある2つの相互排他的エクソンの認識を変化させて、スイッチを切り替えるように1つのエクソンのみの選択を可能にしていることを見出した。さらに、この2つのエクソンの組織特異的な制御は、進化的に保存されたメカニズムとして、全身性に発現するRNA結合タンパク質と組織特異的に発現するRNA結合タンパク質の組み合わせによりなされていることが分かり、スプライシング制御の暗号を解読する上で重要な発見となった。