研究紹介

１．研究概要

分子制御生物学は、研究スタッフ（井上　晃）の培ってきた研究に即して開設されました。すなわち、高等生物細胞における遺伝子発現の転写ならびに転写後の制御を研究してきましたが、転写レベルの制御では、現在多くの人々が研究対象とする遺伝子発現の普遍的リプレッサー、ヒストン・デアセチラーゼ、を発見しそう命名しました。また、細胞核の転写活性と核タンパク質リン酸化反応の相関性や、転写因子である甲状腺ホルモン受容体の長鎖脂肪酸による抑制性の調節作用を明らかにしてきました。現在は RNA のプロセッシングや代謝を制御する多機能性のS1タンパク質群 を見出し研究しています。その１つ、 S1-1タンパク質 は発がんへの相関性がつよく示唆される新規のがん関連遺伝子としてこれを検証しています。

２．研究テーマ

遺伝子の発現過程における転写制御と転写後の制御について研究しています。目下の研究テーマは、転写および転写後制御の両過程に働くS1タンパク質 A - D、および新規がん危険遺伝子候補 S1-1タンパク質です。S1-1 タンパク質の研究では、これをもとに 2008 年の日本分子生物学会・生化学会合同年会 (12 月、神戸 ) のシンポジウム「細胞核内ドメイン構造とその生物学的役割 」をオーガナイズしています。

３．共同研究

Ｓ１-fibers
(C2, D2 on
vimentin filaments
in the cytoplasm)

４．S1 タンパク質

細くて極めて長い DNA はさまざまなタンパク質と会合して巨大なクロマチンと呼ぶ複合体を形成し、細胞核に納められています。細胞分裂期にクロマチンは高度に折りたたまれて染色体となります。遺伝子が作用を現わす（ = 転写・発現している）クロマチン部分は、構造修飾を受けて伸張した構造を取らねばなりません。 S1 タンパク質は、この転写活性クロマチンの構造解析中に発見したものでした。単離細胞核を穏やかに DNase I で処理して転写活性クロマチンを選択的に消化・細断化し、遊離したクロマチン断片を調べると、 pH 4.9 ではタンパク質の大部分が沈澱する一方、上清に選択的に残る新規タンパク質群がありました。そこでこれらを S1 タンパク質 A - D と命名しました（ 1983 年）。
S1 タンパク質 B - D は構造のよく似たタンパク質ファミリ一で、大部分は一次転写体 hnRNAs (= pre-mRNAs) に結合して hnRNP 複合体を構築します。 S1 タンパク質 C2 、 D2 は転写因子としても作用し、さらに細胞遊走時には細胞質にでて、中間径の細胞骨格（ビメンチン繊維）に会合します（上図）。恐らく中間径細胞骨格への特定 mRNA の局在化に働くのでしょう。一方、 B2, C1, D1 も、大部分は hnRNA に結合して見出されますが、一部は細胞質で mRNA の分解制御にあずかり、さらに転写因子としても働くことが明らかになりました。
S1 タンパク質 B - D はこのように細胞核では転写因子として、あるいは転写体 RNA に結合して複合体（ RNP ）をつくるタンパク質として働き、細胞質では mRNA の分解などにあずかる多機能性を示す特徴的なタンパク質群でした。以上の成果をもとに、「第24回分子生物学年会ワークショップ」をオーガナイズしました。

S1 タンパク質群 cDNAs の特異抗体を用いたクローニング中に、新しいタンパク質の cDNA を単離し、 S1-1 と命名しました（1996 年）。 S1-1 は、 RNA 結合タンパク質でアポトーシスを抑制します。また分子内の 5 ケ所には既知転写因子群によく似た部分アミノ酸配列をもつという特徴があります（下図参）。 NCBI は、 アミノ酸残基の 51% が S1-1 と同じである肺がん抑制遺伝子産物の LUCA15 を RBM5 、 S1-1 を RBM10 としてデータベース化しています。
S1-1 タンパク質の最近の研究成果をもとに、オーガナイズしたシンポジウム「細胞核内ドメイン構造とその生物学的役割」（第 31 回日本分子生物学会・第 81 回日本生化学会合同年会、 2008 年、 12 月、神戸）の趣旨と S1-1 の講演要旨をシンポジウムとワークッショップの項に示しました。

転写因子に類似した５つの配列　（同一aa／類似aa）