バイオリソース連携研究グループ
Bioresource Research Collaborative Group

石井連携研究グループ（石井分子遺伝学研究室）
Ishii Research Collaborative Group
グループヘッド石井俊輔（理博）

Shunsuke ISHII, Ph.D.
私達の体が複雑な過程を経て正常に発生するために生体防御・疾患などに関連する転写制御因子の機能をマ

は、特定の遺伝子群が決められた部位・時期に発現するウスやショウジョウバエの個体レベルで研究している。

必要がある。また、私達の体の防御・恒常性の維持のた具体的には、がんや各種疾患、発生分化などに関与するめにも、特異的な遺伝子の発現が必要である。このよう転写制御因子の機能を、変異マウスを用いて解析し、そにすべての生命現象の根幹にあるのが、遺伝子の発現制して、制御ネットワークを、ショウジョウバエ遺伝学を御、特に「転写制御」である。この「転写制御」の分子用いて、解析している。

メカニズムと生理的役割を理解するため、私達は、発生・職員とメンバー構成
主任研究員

石井俊輔（昭和 57 年 4 月〜）

副主任研究員前川利男（昭和 57 年 6 月〜）

先任研究員

野村照明（平成 2 年 11 月〜）

高木豪（平成 9 年 4 月〜）

品川敏恵（平成 17 年 4 月〜）

専任研究員

年次計画と成果
1. 遺伝子発現制御因子として機能する核内がん遺伝子産物の研究ても機能するとの報告と一致する。このように Myb ファ
ミリー転写因子は、転写因子として細胞周期進行に必要な遺伝子の転写を誘導し、細胞増殖を正に調節するが、Myb は転写制御因子として機能する代表的な発がん一方で紡錘体形成を介して、細胞分裂を制御する機能も遺伝子産物である。動物細胞の Myb ファミリー転写因有する。この Myb の２つの異なる機能は、細胞増殖と子は、c-Myb, A-Myb, B-Myb を含み、細胞増殖と分化に細胞分裂をカップリングさせて進行させる役割を果たし重要な役割を果たしている。c-Myb は、未分化造血細胞ていると、推定される。

で発現が高く、細胞周期の G1/S 期の移行に必要な遺伝ATF-2 は私達が同定した転写因子であり、p38/JNK な子や、アポトーシスを防ぐ遺伝子の転写を誘導し、細胞どのストレス応答性キナーゼによって、リン酸化され、増殖を促進する。そして分化と共に c-Myb 発現レベル活性化される。ATF-2 のホモノックアウトマウスは、生は低下する。一方、B-Myb は、細胞周期の G2/M 期移後すぐに、呼吸不全のため、致死となる。一方、ヘテロ行に必要な遺伝子の発現を誘導し、細胞増殖を正に制御ノックアウトマウスは、一見正常で、長期飼育が可能でする。私達はこのような転写因子としての機能とは別あるが、生後１年を経過した頃から、高頻度に乳がんをに、B-Myb がフィラミン、クラスリンと複合体を形成し、発症することを見出した。ATF-2 ノックアウト細胞を用細胞分裂時の紡錘体形成に関与することを見出した。こいて、ATF-2 標的遺伝子を解析した結果、低酸素ストレの B-Myb の機能が阻害されると、多倍体形成や染色体スで発現が誘導される Gadd45 などの一群の遺伝子と、異常が誘導され、これは B-Myb が、がん抑制因子としヒト乳がんの抑制因子として同定されていた Maspin が― 186 ―

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Ishii Research Collaborative Group同定された。これらの標的遺伝子の産物は、いずれもアポトーシス誘導に関与することが知られている。
そして、

3. ショウジョウバエを用いた転写制御因子の遺伝学的解析

これらの標的遺伝子の発現は、ATF-2 ヘテロノックアウ
トマウスの乳がん組織でも、顕著に低下していた。正

ATF-2 の生理機能を遺伝学的に解析することを目的と常細胞と ATF-2 ノックアウト細胞の増殖を比較すると、して、ショウジョウバエ ATF-2（dATF-2）を同定した。

正常細胞では増殖が飽和状態に達すると、Maspi の発現

さらに、dATF-2 の生理機能を解析するため、dATF-2 のが誘導され、増殖が停止するのに対し、ノックアウト細二本鎖 RNA を組織特異的に発現させ、RNA interference胞では、Maspi の発現が誘導されず、細胞密度が高くなによって、dATF-2 レベルを低下させた個体を作製し、ることが示された。このように、ATF-2 の発現レベルが解析した。その結果、Fat body で dATF-2 レベルを低下低下すると、Maspin の発現が低下し、細胞増殖が亢進させると、飢餓状態で早く致死となることが示された。

する結果、細胞ががん化する。さらに乳がんのような固ショウジョウバエの Fat body は高等動物の肝臓と脂肪形がん組織は、低酸素状態になることが知られているが、組織の両方の機能を有し、エネルギーの産生と蓄積に重ATF-2 レベルが低いと、Gadd45 のようなアポトーシス要な役割を果たしている。dATF-2 の発現低下によるこ誘導因子が誘導されず、アポトーシスによるがん細胞のの表現型は、Fat body での脂肪の蓄積レベルが、低下し除去機構が働かず、乳がん発症に至ると考えられた。またためであることが分かった。Fat body での dATF-2 のた種々のヒト乳がん組織でも、ATF-2 発現レベルが低下

標的遺伝子を解析した結果、ホスホエノールピルビン酸していることが明らかにされた。このように、ATF-2 がキナーゼ（PEPCK）が同定された。PEPCK は解糖系の有力な乳がん抑制因子であることが、初めて示された。

律速酵素であると同時に、脂質合成の Glyceroneogenesisの律速酵素としても機能することが知られている。実際 に、Fat body で dATF-2 レ ベ ル を 低 下 さ せ る と、2. 細胞外刺激による遺伝子発現誘導の研究
Schnurri（Shn）ファミリー転写因子は、私達を含む複Glyceroneogenesis が低下することが証明された。以上の数のグループによって同定された転写因子であり、２結果から、ATF-2 は脂質代謝に重要な役割を果たすことセットのメタルフィンガー構造を含む約 300 kDa の大きが明らかにされた。

なタンパク質である。動物の Shn ファミリーは１〜３

また、dATF-2 は脳内のペースメーカーニューロンで特の３つのメンバーを含むが、生理機能は、不明な点が多異的に発現し、リン酸化の程度が、日周リズムを有するい。Shn-2 の生理機能を明らかにするため、変異マウス事を見出した。そしてペースメーカーニューロンでのを作製し、解析した。Shn-2 変異マウスには白色脂肪組

dATF-2 レベルが低下、また逆に増加した個体を作製し、織の形成不全が観察された。また、MEFs を試験管内で解析した結果、dATF-2 は行動を抑制し、睡眠を促進す脂肪細胞に分化させる系においても、Shn-2 変異細胞はる機能を有することが示された。さらに強制的に運動さ脂肪細胞への分化効率が低いことが認められた。特にせると、ペースメーカーニューロンでの dATF-2 リン酸

BMP 依存的な脂肪細胞分化が低下していた。Shn-2 変化の程度が、顕著に上昇することを明らかにした。以上

異細胞から調製した RNA を用いてアレイ解析を行い、の結果より、ペースメーカーニューロンでの dATF-2 は、Shn-2 の標的遺伝子の同定を試みた結果、Shn-2 変異細運動による疲労を感知し、睡眠量を制御する役割を有す胞では PPARγ2 遺伝子の発現が顕著に低下していた。

ることが示唆された。

PPARγ2 は脂肪細胞分化を制御する鍵として有名な転写因子であり、Shn-2 変異細胞において、この因子を強制発現させると、脂肪細胞への分化能は回復した。Shn-2が PPARγ2 遺伝子発現を制御するメカニズムを解析した
結果、Shn-2 は BMP 刺激によって、細胞質から核内へ移行し、PPARγ2 遺伝子プロモーター上で、Smad1/4 やC/EBPα などの他の転写因子と複合体を形成し、これらの転写因子による協調的な転写活性化に関与することが明らかにされた。このように、Shn-2 は BMP 依存的な脂肪細胞分化を制御する転写因子であることが示された。
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石井連携研究グループ（石井分子遺伝学研究室）
Ishii Research Collaborative Group

研究発表（誌上発表）
of Schnurri-2 expression associates with reduced bone

【原著論文】 * は査読制度がある論文誌
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12915 (2007).*

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Cell 10, 461-471 (2006).*

10. Kimura M., Iwamura C., Suzuki A., Miki T., Hasegawa
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11. Ya m a u c h i T, K e o u g h R A , G o n d a T J , I s h i i S . :3. Makino C., Sano Y., Shinagawa T., Millar J. B., Ishii S.:“Ribosomal stress induces processing of Mybbp1a and“Sin1 binds to both ATF-2 and p38 and enhances ATF-2-

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dependent transcription in an SAPK signaling pathway.”

Genes Cells 13, 27-39 (2008).*

Genes Cells 11, 1239-1251 (2006).*
12. Maekawa T, Sano Y, Shinagawa T, Sakuma T, Nomura
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