MF Researcher Database

Researchers Database

Advance

Tohru Yamamoto

  • Faculty of Medicine
  • School of Medicine
  • Professor
Last Updated :2026/06/24

Researcher Information

Degree

  • Ph.D.（1992/03 The University of Tokyo）

J-Global ID

Research Interests

  • 統合失調症   Autistic Spectrum Disorder   小胞輸送   軸索輸送   シナプス形成   神経発生   アルツハイマー病   神経回路   神経分化   運動神経   軸索ガイダンス   大脳皮質   軸索伸長   ニワトリ   電気穿孔法   脊髄神経   脊髄   

Research Areas

  • Life sciences / Pharmacology
  • Life sciences / Neuroscience - general
  • Life sciences / Cell biology
  • Life sciences / Pharmaceuticals - health and biochemistry
  • Life sciences / Neuroanatomy and physiology
  • Life sciences / Molecular biology

Academic & Professional Experience

  • 2013/08 - Today  Kagawa UniversitySchool of Medicine, Faculty of Medicine教授
  • 2006/04 - 2013/07  北海道大学 薬学研究院准教授
  • 2003/05 - 2006/03  理化学研究所発生・再生科学総合研究センター研究員
  • 2000/06 - 2003/04  Tohoku UniversityInstitute of Development, Aging and Cancer助手
  • 1999/04 - 2000/05  Columbia University博士研究員
  • 1993/04 - 1999/03  The University of TokyoInstitute of Molecular and Cellular Biosciences助手
  • 1992/04 - 1993/03  日本学術振興会特別研究員（PD）
  • 1991/04 - 1992/03  日本学術振興会特別研究員（DC）
  • 1989/04 - 1990/06  ロックフェラー大学訪問研究員

Education

  •        - 1992/03  The University of Tokyo  Graduate School of Pharmaceutical Sciences  Department of Pharmaceutical Technology
  •        - 1987/03  The University of Tokyo  Faculty of Pharmaceutical Sciences  Department of Pharmacy

Association Memberships

  • THE MOLECULAR BIOLOGY SOCIETY OF JAPAN   THE JAPANESE BIOCHEMICAL SOCIETY   THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN   THE JAPANESE ASSOCIATION OF ANATOMISTS   THE JAPAN NEUROSCIENCE SOCIETY   

Published Papers

MISC

  • パーキンソン病の新規バイオマーカーとしての血中p-3alcadein αに関する検討
    國土曜平; 高田忠幸; 高橋弘雄; 羽田沙緒里; 鎌田正紀; 出口一志; 峠哲男; 正木勉; 鈴木利治; 山本融  日本神経学会学術大会プログラム・抄録集  62nd-  (Suppl.)  S315  -S315  2021
  • 山本 融  ライフサイエンス 新着論文レビュー  2016/09  [Invited]
  • Review of yokukansan for behavioral dysfunction in experimental models
    中村 丈洋; 劉 亜南; 四宮 あや; 山本 融; 田宮 隆  脳神経外科と漢方 = Journal of neurosurgery and kampo medicine : 日本脳神経外科漢方医学会機関誌  2-  18  -24  2016
  • Novel mechanisms in signal transduction and cellular response through neural adaptor proteins
    Akio Sumioka; Tohru Yamamoto; Toshiharu Suzuki  SEIKAGAKU  78-  (10)  949  -956  2006/10  [Invited]
  • 神経回路網形成に関わる新規因子を探せ : 1個の細胞のcDNA解析からのアプローチ
    山本 融  化学と生物  42-  (2)  79  -81  2004/02  [Invited]
  • New theory on gene regulation: Mechanism of formation of chromosome functional and boundary regions.
    HORIKOSHI MASAMI; YAMAMOTO TOHRU; UMEHARA TAKASHI; SUZUKI TOORU; ADACHI NARUHIKO; KIMURA AKATSUKI  蛋白質 核酸 酵素  48-  (3)  205-222  -222  2003/03  [Invited]
  • 酵母をモデルとした転写調節機構の解析 (転写因子--生物機能調節の要) -- (基本転写因子と転写因子間相互作用)
    堀越 正美; 山本 融  蛋白質核酸酵素  41-  (8)  1148  -1161  1996/06  [Invited]
  • Special issue : Gene expression and transcription factors.1.Basics of transcription regulation.Outline of transcription components.
    HORIKOSHI MASAMI; YAMAMOTO TOHRU  Mebio  11-  (1)  26-35  1994/01  [Invited]
  • Transcription initiation factors.
    YAMAMOTO TOHRU  Cell Sci  7-  (6)  460-469  1991/06  [Invited]

Awards & Honors

  • 井上科学振興財団 井上研究奨励賞
     
    受賞者: 山本 融

Research Grants & Projects

  • Functional Analyses of 'privileged' vesicular transport carried with Alcadein
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 
    Author : 山本 融
  • 神経回路の新しい興奮性/抑制性バランス制御機構に着目した精神神経疾患治療薬の探索
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 
    Author : 山本 融
     
    精神神経疾患は誰もが罹患しうるコモンディジーズであり、その克服は重要な課題である。その分子病態の背景として神経への興奮性入力と抑制性入力のバランス（E/Iバランス）偏移が注目され、興奮性・抑制性両シナプス形成に中心的な役割を担っているニューレキシン-ニューロリギン系の解析が精力的におこなわれている。我々は、GPIアンカー型膜タンパクMDGA1・MDGA2がニューレキシン-ニューロリギン相互作用をニューロリギンに対する直接結合により負に制御しており、その異常によりE/Iバランスがそれぞれ抑制側・興奮側に偏移することを明らかにし、報告している。本研究ではこうしたMDGAファミリー分子群によるE/Iバランス制御能に着目し、MDGAの欠失により各種精神神経疾患に通底する分子病態であるE/Iバランスが偏移した場合、どのような認知・行動異常が現れるかを解析し、高次脳機能統御におけるE/Iバランスの意義を明らかにするとともに、こうした異常を改善する薬剤の探索による精神神経疾患創薬シーズの獲得を目的としている。本年度はMDGA1欠失マウスの解析をさらに進め、その欠失のみならず、減少によっても顕著な認知・行動異常が認められることを明らかにした。このことはMDGA1のE/Iバランス制御機構における生理的重要性を改めて裏書きするとともに、E/Iバランスの人為的制御のターゲットとしても有望であることを示している。さらに、新規薬剤探索のために開発したMDGA-ニューロリギン相互作用定量系をその他のシナプス形成制御因子群の解析に応用したところ、これまでに報告されていない新たな制御系の存在が示唆された。
  • Functional analysis of MDGA family proteins on regulation of synapse formation and social behavior.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2016/04 -2020/03 
    Author : Yamamoto Tohru
     
    MDGAs are GPI-anchored IgSF molecules that consist of two closely related family members: MDGA1 and MDGA2. MDGA1/2 directly associates with Neuroligins to interfere its binding to Neurexin for preventing inappropriately excess synapse formation. We found that loss of MDGA1 induces excess inhibitory synapse formation to cause sensorimotor-gating abnormalities that are early clinical symptom of schizophrenia, and loss of MDGA2 induces excess excitatory synapse formation to cause social behavioral abnormalities related to ASD. We also found that MDGA1- and MDGA2-deficient mice exhibit contrasting social behavioral abnormalities .
  • Functional analysis of MDGA family proteins on neural circuit formation of cerebral cortex.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    Date (from‐to) : 2013/04 -2016/03 
    Author : Yamamoto Tohru; Craig Ann Marie
     
    Mdga1 encodes a GPI-anchored IgSF protein, which we isolated as a gene expressed by a specific subset of neurons. In mouse coticogenesis, Mdga1 is selectively expressed by the upper layer neurons, while the other family member Mdga2 is widely expressed in a brain. We previously showed that Mdga1 is required for proper radial migration of a subset of upper-layer neurons; however, the resultant layer structure becomes apparently normal. We further investigated the function of MDGA family proteins in postnatal brain function since expression of Mdga1/2 persists throughput the life. It was shown that MDGA1/2 directly interact with Neuroligin family molecules to inhibit their binding to Neurexin, and we found that MDGA1 deficient mice showed more inhibitory synapses and MDGA2 +/- mice showed more excitatory synapses in their cortexes to exhibit behavioral abnormality related to schizophrenia or ASD, suggesting that MDGAs play an important role for maintaining proper E/I balance in a brain.
  • Functional analysis of MDGA family proteins on corticogenesis.
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    Date (from‐to) : 2010 -2012 
    Author : YAMAMOTO Tohru
     
    MDGA1 encodes a GPI-anchored IgSF molecule containing MAM domain, which we isolated as a gene expressed by a specific subset of spinal and DRG neurons. In mouse cerebral cortex, MDGA1 is selectively expressed by neurons located in the upper layer. To investigate the function of MDGA1 and MDGA2, the other family member of MDGA1, in corticogenesis, we generated the MDGA1 and MDGA2 deficient mice. The migration of MDGA1/2-mutant neurons to the superficial cortical plate was clearly delayed, indicating that MDGA family proteins are involved in radial migration of projection neurons. The results also indicated that MDGA1 was expressed by and required for a subset of upper layer neurons for their proper migration. Theses observations suggested that radial migration of upper layer neurons in the cortical plate might be differentially regulated among cell types.
  • Ascending spinal tract formation in developing chick
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research a proposed research project)
    Date (from‐to) : 2008 -2010 
    Author : YAMAMOTO Tohru
     
    Ascending spinal tracts (AST) relay various external and internal information received in a body to the brain. The origins and destinations of AST have been extensively studied in wide variety of species ; however, relatively little is known on the pathways and processes taken by the axons to reach their destinations during development. We developed the method utilizing newly developed in ovo electroporation conditions for making possible to follow the single axons derived from an intended single spinal segment of chick embryos, and followed the elongation time course and the paths of the ascending axons, including the mammalian counterparts of ventral and dorsal spinocerebellar tracts. Our observations unveiled the pathways and elongation processes taken by AST neurons, and suggested that a spinal cord may provide cues to coordinate their behavior.
  • 運動神経の特定機能単位選択的に働く新規遺伝子群の解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究
    Date (from‐to) : 2004 -2004 
    Author : 山本 融
     
    我々は運動神経をモデル系とし、その軸索伸長・経路選択・標的認識機構を、こうした過程に関与しうる因子を探索し解析することから明らかにしようとしている。16年度は、LMCm運動ニューロンに選択的に発現し、これまでにその軸索ガイド因子としての基本的な性質を明らかにしたFY29について、その作用の分子機構を探るべく解析を加えた。FY29は複数のIgドメインとMAMドメインをもつGPI結合型の細胞外タンパクであるが、欠失変異体を作製し解析した結果、MAMドメインを介して軸索上のco-receptorと、また、Igドメインを含むN末側の領域を介してligandと結合するものと考えられた。さらに、N末側4つのIgドメインはligandとの結合に必要であり、これらを欠失させると、軸索上のco-receptorとの結合が顕著に増強されることを明らかにした。こうしたことから、この因子のIgドメインを含むN末側の領域がligandと結合することにより、そのMAMドメインとco-receptorとの結合が増強されることでシグナルの伝達が行われるものと推測された。これらco-receptorとligandの同定が今後の課題である。また、未だ不明な点の多い運動神経の神経管からの遊出機構を探る目的で、運動神経の誕生直後から運動神経に特異的に発現する因子群の単離を試みた。その結果、いくつかの候補因子を単離したが、そのうちの一つは運動神経に高度に特異的に、しかもその誕生時に一過的に発現するという興味深い発現パターンを示した。解析を進めたところ、この因子は進化上高度に保存された細胞質性因子をコードしていることが明らかになった。培養細胞において大過剰に発現させると、その形態と運動性に著しい変化をもたらすことから、細胞骨格系の制御を通じて、運動神経の軸索伸長時において重要な役割を果たしていることが推察された。
  • 造血微小環境による造血幹細胞の分化制御機構
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究
    Date (from‐to) : 2000 -2004 
    Author : 帯刀 益夫; 東海林 亙; 山本 融; 矢内 信昭
     
    造血幹細胞の増殖と分化は骨髄などの造血組織の微小環境(Niche)によって制御を受けており、この微小環境による幹細胞の制御機構は、がん細胞が悪性化してゆく際の間質との相互作用の役割を考える上からも重要である。本研究では、間質細胞依存に増殖する未分化血液細胞株を用いて、間質細胞の制御因子の機能解析を行い、以下のような結果を得た。 (1)未分化血液細胞の増殖には、sphingosine-1 phosphateやLysophosphatidic acidなどの脂質が必要であり、血液細胞の間質細胞への潜り込みなど運動性を制御していることを明らかにした。 (2)赤血球造血支持機能を示す骨髄間質細胞において、tenascin-cが支持細胞株で有意に発現が高いことを確認し、siRNAによりその発現を低下させると赤血球支持機能の低下が認められ、間質細胞の赤血球前駆細胞増殖制御の重要な因子であることを実証した。 (3)造血幹細胞維持機能の高い間質細胞株に強い発現が認められる遺伝子(MysPDZ=Myo18A)を単離し、そのドメイン構造に依存して細胞内顆粒および細胞膜直下の局在、細胞内の移動や細胞内輸送が制御される事を示した。 (4)ephrinB2の発現が血液細胞の運動性を規定し、その受容体としてのEph受容体とともに細胞間の双方向のシグナル伝達に関係し、未分化血液細胞の分化の可塑性の制御を担う分子として機能していることを示した。 (5)造血微小環境を構成する骨髄間質細胞が間葉系幹細胞の性状をもつことを示した。とくに、数株の細胞の培養系で拍動する心筋への分化誘導が起きることを確認した。また、いくつかの間質細胞株が骨格筋、平滑筋、骨、脂肪、内皮細胞などに分化する能力を持つ間葉系の幹細胞の性状を持つことを明らかにした。
  • 運動神経の特定機能単位選択的に働く新規遺伝子群の解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究
    Date (from‐to) : 2003 -2003 
    Author : 山本 融
     
    我々は運動神経をモデル系とし、その経路選択・標的認識機構を、こうした過程に関与しうる因子を探索し解析することから明らかにしていこうとしている。本年度は、LMCm運動ニューロンに選択的に発現する因子として新たに単離した因子FY29について、その基本的な性質を明らかにした。FY29は複数のIgドメインをもつ未解析の細胞外タンパクであり、その細胞外分泌性を検討したところ、GPI付加を受け、細胞膜上にとどまることが明らかとなった。また、遺伝子の構造から、GPI付加シグナルを欠いた分泌型の存在が予測された。この因子の結合する領域を調べたところ、軸索の走行する領域にheterophilicに強く結合し、そのふるまいに何らかの影響をおよぼすことが推測された。そこで、explantを用いたin vitro assayをおこなった結果、軸索の運動の方向性には影響を与えないが、そのfasciculationを阻害することが明らかとなった。また、in ovoで表在神経系に強制発現させると、そのfasciculation、path findingに異常が見られ、また、commissure neuronのdorsalmarginal zoneへの集合を阻害することから、この因子は、fasciculationの調節になどに関わる新規のaxon guidance moleculeであることが強く示唆された。さらに解析を進めた結果、この因子は運動神経の標的である筋肉とも強く結合し、その標的認識過程にも深く関与していることが推測された。
  • 新規遺伝子群による運動神経回路網形成機構の解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)
    Date (from‐to) : 2002 -2003 
    Author : 山本 融
     
    運動神経をモデル系とし、その回路網形成に関与しうる新規・未解析因子の検索を目的として、発生学的な解析が進んでいるニワトリ胚を用い、単一の運動神経細胞からそれぞれcDNAを調製することにより、運動神経の特定機能単位・特定分化ステージにおいて選択的に発現される因子の単離・解析を進め、四肢の腹側に投射するLMCm運動神経、および四肢の背側に投射するLMC1運動神経にそれぞれ選択的に発現する新規・未解析因子群の単離に成功した。これら因子群はすべて進化上高度に保存されていることから、生命現象において基本的に重要な役割を担っていることが推測され、神経回路網形成の分子機構を明らかにする上で、これまで着目されてこなかった観点からアプローチするための多数の手がかりを得ることができたと考えられる。さらに、本研究目的のために開発したスクリーニング法の普遍性・有効性が確証されたことから、現在なお不明な点が多い運動神経回路網形成の最初期過程における分子機構を探る目的で、運動神経に特異的にその誕生時において選択的に機能しうる因子の探索を試みた。その結果、中枢神経においては運動神経に特異的に、しかもその誕生時に一過的に発現がみられる因子を単離することに成功した。この因子は同じく進化上高度に保存された細胞質性の未解析因子であり、相互作用因子を探索したところ、細胞骨格の制御に関わる因子群と協働することが推測された。そこで、培養細胞において過剰に発現させたところ、その形態と運動性に顕著な変化が誘導された。これらのことから、この因子は運動神経の軸索伸長時における細胞骨格制御に重要な役割をはたしていることが予測された。
  • Studies on Cellular Regulation of Hematopoietic Microembironment
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    Date (from‐to) : 2002 -2003 
    Author : OBINATA Masuo; SHOJI Wataru
     
    Bone marrow provides microenvironment for self-renewal and differentiation of hematopojetic stem/progenitor cells through complex cell-cell interaction. To study the cellular regulation of hematopoietic micorenvironment, we established variety of stromal cell lines from bone marrow of temperature sensitive SV40 Large T-antigen transgenic mice and using these stromal cell lines as feeder cells, we established several stroma-dependent hematopoietic cell lines. Some stromal cell lines were shown to be mesenchymal stem cells because they can differentiate toward muscles, adipocytes, chondrocytes and smooth muscle cells in vitro and gene expression profiles of these stromal cell lines were examined by microarray analysis. We demonstrated that Oncostatin M that was produced by the hematopoietic cells regulates hematopoeiteic supporting ability and differentiation phenotypes of the stromal cells, suggesting that reciprocal cell to cell communication between stromal cells and hematopoietic cells is important to maintain the hematopoietic microenvironment. MysPDZ gene was isolated as a new gene whose expression level was correlated with the hematopoietic supportive ability of the stromal cells. MysPDZ expressed in the stromal cells contains the KE-rich and PDZ domains in the NH2-terminal, but 3 spliced isoforms (hematopoietic cell-, brain-, muscle-specific) that lack PDZ-domain in the N-terminal region are identified. Our study suggests a novel role of the KE-rich and PDZ domains in directing subcellular localization.
  • 運動神経の特定機能単位選択的に働く新規遺伝子群の解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究
    Date (from‐to) : 2002 -2002 
    Author : 山本 融
     
    我々は運動神経をモデル系とし、その経路選択・標的認識機構を、こうした過程に関与しうる因子を探索し解析することから明らかにしていこうとしている。こうして新たに単離されたFY29は、LMCmニューロンに選択的に発現が見られ、完全長cDNAの単離から、複数のIg domainをもつ未解析の分泌性様タンパクをコードしていることが明らかとなった。FY29は発生初期にはnotochordやfloor plaleといった、神経管の背腹軸形成や軸索経路選択においてsignaling centerとしての役割を果たしている細胞群に発現しており、その後、運動神経が四肢へ軸索を伸長し始めるHH stage 23以降の胸部LMCmニューロンに選択的な発現が認められる。また興味深いことに、投射先である四肢の間充織細胞において、表在神経系が分岐するごく近傍の領域にも発現が観察された。ついで、FY29が分泌性様の因子であることから、FY29のアルカリフォスファターゼ融合タンパクをニワトリ胚切片に反応させて、これが作用し得る部位を検証した。その結果、FY29は軸索の存在する領域に選択的に結合することが明らかとなった。また、explant cultureを利用した解析から、神経軸索のfasciculationに影響を与えることが示唆された。そこで、in ovo electroporation法により、FY29をニワトリ胚の神経管と後根神経節において強制発現さたところ、FY29を発現した神経の走行経路の一部に異常が観察された。これらの結果から、FY29は運動神経をはじめとする神経群の走行の調節に関与する、新しいaxon guidance活性を持つ因子であることが推測された。
  • 運動神経の軸索伸長経路の決定に関与する因子群の探索と解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 萌芽的研究
    Date (from‐to) : 2001 -2001 
    Author : 山本 融
     
    解析が最も進んでいるニワトリ胚を用い、四肢の腹側に投射する運動神経であるLMCm、および背側に投射するLMCIの両運動神経群の性質決定が確立した時期の同一個体の同一体節上の脊髄から細胞を分離し、こうして分離された単一の神経細胞からそれぞれcDNAを調製した。それぞれのcDNA中に含まれる運動神経マーカーの存在パターンを解析することにより、LMCm、およびLMCIに由来するcDNAをretrospectiveに同定した。ついで、suppressor PCR-mediated subtractionを単一細胞由来のcDNAに適応できるよう独自に改良した方法でsaサブトラクトし、LMCm細胞には発現しているが、LMCI細胞には発現していない因子が濃縮されているsubtracted libraryを作成した。さらに、このlibraryを用いて、LMCm細胞に選択的に発現している因子を、differential hybridizationによる一次スクリーニングとin situ hybridizationによる二次スクリーニングにより多数単離することに成功した。これら因子群は運動神経以外にも中枢神経系の特定領域に発現しており、各神経群の性格付けに重要な役割を果たしていることが予想された。また、運動神経選択的、LMCI選択的に発現する因子群が濃縮されたsubtracted libraryを作製し、小規模なスクリーニングを行った結果、期待される発現パターンを示す因子群が単離され、本研究のために開発した方法が普遍的に有効であることを確認した。
  • 運動神経分化の過程で機能単位選択的に働く遺伝子群の探索と解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 特定領域研究(C)
    Date (from‐to) : 2001 -2001 
    Author : 山本 融
     
    新たに単離されたLMCm選択的に発現する因子群から、これまでに4種の新規遺伝子を同定し、それぞれの完全長cDNAの単離を終了した。2つは進化上高度に保存された膜タンパクであり、うち一つはカドヘリン様構造と、新規で特徴的な細胞質領域をもっており、細胞間のコミュニケーションに関わっていることが推測された。その機能発現にかかる機構解析への手がかりをつかむために、この細胞質領域と相互作用する因子を探索し、これまでにscaffold proteinであるMINT2と結合することを明らかにしている。もう一つはpore domainがtandemにつながったユニークな構造を持つK+channelであった。残りの2つは分泌性のタンパクであり、一つはIgGドメインをもつが、一つには既存の構造モチーフは見られない。発生過程において、前者はLMCmに加えて、notochordやfloor plateといった、神経管の背腹軸形成や軸索経路選択においてsignaling centerとしての役割を果たしている細胞群にも発現が見られ、また、後者も脳の一部特定領域にのみ発現が見られることから、運動神経のみならず、他の神経群の機能分化、経路選択においても重要な役割を果たしていることが考えられた。さらに、これら因子群のin vivo機能解析を比較的簡便に行うために、ニワトリ胚の運動神経のみに目的の遺伝子を発現させるシステムを構築した。通常法では介在神経や後根神経節にも遺伝子が導入され、特に末梢において運動神経の挙動のみを観察することが困難であったが、これにより、導入遺伝子の影響を受けた運動神経のin vivo解析を容易に行うことを可能にした。
  • HIV転写調節因子と相互作用する新規因子群の解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 重点領域研究
    Date (from‐to) : 1997 -1997 
    Author : 山本 融; 堀越 正美
     
    HIVの転写調節反応には、Sp1、NF-κBがDNAエレメントに結合して働くこと、HIVウイルス遺伝子由来のTat因子が反応調節に関与することなどが示されている。しかしながら、Sp1が結合するとされるDNAエレメントはSp1コンセンサス配列とは異なり、他の因子が相互作用している可能性が考えられる。また、Tatにしてもその標的因子の解析は広く進められているものの、その中で決定的な因子は見出されていないといえる。本研究では、今までの知見を越える新しい成果を得ることができた。 1)HIVプロモーター領域に結合する新しいタイプの転写因子の単離とその解析 Sp1結合部位と考えられるDNAエレメントは、Sp1コンセンサス結合配列とは異なるので、Sp1とは異なる因子が相互作用する可能性が考えられる。そこで、このDNAエレメントに相互作用する因子の単離を試みたところ、Sp1とは異なるが、zinc finger構造を持つ因子が単離された。この因子のDNA結合活性や転写活性化能についても解析を加えた。この知見は、HIVの転写調節を考える上で新たな方向性を示している。 2)Tatと相互作用する新しいタイプの因子の単離 Tatと相互作用する因子として様々なタイプのものが単離されているが、どれひとつを取ってみても真の因子であることは証明されていない。TFIIDと相互作用する因子として単離された因子の中に、Tat相互作用因子として得られた因子と一致するものがあった。この因子がヒストンH2A、H3、H4をアセチル化する新規のヒストンアセチルトランスフェラーゼ酵素であることを明らかにし、HIV転写の新局面を切り開くことができた。
  • HIV転写調節因子と相互作用する新規因子群の検索
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 重点領域研究
    Date (from‐to) : 1996 -1996 
    Author : 山本 融; 堀越 正美
     
    HIVの転写調節反応は、転写調節因子であるとされるSp1、NF-κBがDNAエレメントに結合して働くこと、HIVウィルス遺伝子由来のTat因子が反応調節に関与することなどが示されている。しかしながら、Sp1が結合するとされるDNAエレメントはSp1コンセンサス配列とは大きく異なり、異なる因子が相互作用している可能性が考えられる。また、Tatにしてもその標的因子の解析は広く進められているものの、その中で決定的な因子は見出されていないといえる。本研究では、これらの知見を越える新しい成果を得ることができた。 1)HIVプロモーター領域に結合する新しいタイプの転写因子の単離:Sp1結合部位と考えられるDNAエレメントは、Sp1コンセンサス配列とは大きく異なるので、Sp1とは異なる因子が相互作用している可能性が考えられる。そこで、このDNAエレメントに相互作用する因子の単離を試みたところ、Sp1とは異なるが、Sp1と同様のタイプのzinc finger構造を持つ因子が単離された。このことはSp1でなく、この因子が相互作用してHIV転写で機能する可能性を示唆している。この知見は、HIVの転写調節を考える上で新たな方向性を示している。 2)Tatと相互作用する新しいタイプの因子の単離:Tatと相互作用する因子として様々なタイプのものが単離されているが、どれひとつを取ってみても真の因子であることが証明されていない。TFIIDと相互作用する因子として単離されてきた因子の中に、Tat相互作用因子として得られた因子群のひとつと一致するものがあった。しかも、この因子はヒストンアセチルトランスフェラーゼ様因子であること、そのTFIIDサブユニットがヒストン相同性を持つことから、これらの結果は極めて合理的であるといえるばかりでなく、HIV転写の新局面を切り開けると考えられる。
  • ブロモドメインと相互作用する新規グローバル転写活性化因子の解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    Date (from‐to) : 1996 -1996 
    Author : 山本 融; 堀越 正美
     
    ブロモドメインはグローバルに作用する新しいタイプの転写因子に広く含まれている構造ドメインで転写因子間相互作用に関わり、クロマチン転写などに働くものであると考えられている。一方、TFIIDはクロマチン転写に関わると考えられているもののどのような段階にどのように関わるかは明らかでないが、ここに示したブロモドメインをもつサブユニットCCGlを持つ。したがって、このブロモドメインを手がかりにTFIIDの持つクロマチン転写における機能的役割を明らかにする目的で以下の解析を進めた。 1)ブロモドメインと相互作用する新しいタイプの因子として単離した因子BCFの解析 ブロモドメインと相互作用する因子として単離したBCFの発現パターンを解析したところ、分化特異的、発生特異的に発現していることが明らかになった。また、それらの機能解析を進めるため、酵母において大量発現したところ、クロマチン転写が大きく変化するmatingを阻害することが示され、遺伝子のサイレンシング状態の解除に関与していることが示唆された。 2)ブロモドメインと相互作用する活性で単離した因子BCFと相互作用する因子の単離と解析 BCFの機能解析を進めるために、BCFの温度感受性変異株を得て、抑圧株を単離するという遺伝学的解析を利用している他、BCFと相互作用する因子をtwo-hybrid法により単離した。その結果、多くの未知因子の他にクロマチン関連因子が7種単離され、BCFがクロマチン転写において中心的な機能を担っていることが示唆された。
  • 転写調節機構の解析-調節因子と基本因子との相互作用を中心とした解析-
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 重点領域研究
    Date (from‐to) : 1995 -1995 
    Author : 堀越 正美; 葛原 隆; 山本 融
     
    (1)ヒトTFIIDサブユニットをコードするcDNAの単離とその解析 ヒストン相同性を持つヒトTFIIDサブユニットをコードするcDNAを4種単離した。それらのTFIIDサブユニットと他のTFIIDサブユニットや基本因子群との相互作用も解析した。 (2)TFIIDサブユニットをコードするcDNAの様々な種からの単離 構造・活性相関解析などの実験を考慮し、TFIIDサブユニットをコードするcDNAを様々な種から多数単離した。 (3)転写基本因子群をコードするcDNAの単離 転写基本因子群の構造活性相関の解析を進める目的で様々な種から転写基本因子群をコードするcDNAの単離を行った。 (4)TFIIEサブユニットの構造・活性相関解析 転写基本因子TFIIEの様々な欠失蛋白質を作製し、基本転写活性やTFIIH依存のリン酸化活性制御能を指標に構造・活性相関解析を行った。 (5)転写調節因子による転写不活性化機構の解析 H-2K^bクラスI遺伝子やc-erbB-2遺伝子の転写を抑制する分子機構を明らかにする目的で解析を行い、TATAボックスの転写抑制機構における重要性を指摘した。 (6)組織特異的な転写伸長因子S-IIをコードするcDNAの単離 S-IIの組織特異的な機能解析を行う目的で精巣・卵巣特異的ヒトS-IIをコードするcDNAを単離した。総合的な解析を進めるためにマウス、ラットからもS-II因子族3種のcDNAを単離した。
  • 細胞周期因子CCG1と相互作用する因子の機能解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 重点領域研究
    Date (from‐to) : 1995 -1995 
    Author : 山本 融; 堀越 正美
     
    TATAボックス結合因子TFIIDは、転写開始反応において重要な役割を演じるばかりでなく、様々な生命現象においてその特異的活性を発揮する因子である転写調節因子と相互作用することによって、転写調節反応に中心的な役割を持つことを報告者らは示してきた。本研究では細胞周期G1→S移行期に重要な機能を発揮するTFIIDサブユニットCCG1と相互作用する因子群を単離し、解析することを目的に以下の解析を進めた。 1)G1→S移行期に関与する進化上保存された領域に相互作用する因子群をコードするcDNAの単離 G1→S移行期に関与する進化上保存された領域に相互作用する因子群をコードするcDNAを蛋白質-蛋白質相互作用活性に基づいたtwo-hybrid法によって2種単離した。ひとつは細胞内シグナル情報伝達システムに関わる因子であり、現在その機能的役割を解析している。もうひとつは未知因子であったが、細胞内局在性や転写活性化能を解析した。 2)G1期の転写に重要なSWI4と相同性を有する領域に相互作用する因子群をコードするcDNAの単離 G1期の転写に重要なSWI4と相同性を有する領域に相互作用する因子群をコードするcDNAをtwo-hybrid法によって各種単離した。そのひとつは自己免疫疾患に関わる因子であり、しかもそれは核に存在していることが明らかにされている。現在、その因子とTFIIDとの関係、細胞周期との関係を解析している。
  • TFIID内Bromodomainの相互作用因子の機能解析
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 一般研究(C)
    Date (from‐to) : 1995 -1995 
    Author : 山本 融; 堀越 正美
     
    Bromodomainはグローバルに作用する新しいタイプの転写因子に広く含まれている構造ドメインで転写因子間相互作用に関わり、クロマチン転写などに働くものであると考えられている。一方、TFIIDはクロマチン転写に関わると考えられているもののどのような段階にどのように関わるかは明らかでないが、ここに示したBromodomainをもつサブユニットCCG1を持つ。したがって、このBromodomainを手がかりにTFIIDの持つクロマチン転写における機能的役割を明らかにする目的で以下の解析を進めた。 1)Bromodomainと相互作用する新しいタイプの因子をコードするcDNAの単離 Bromodomainと相互作用する因子をコードするcDNAを蛋白質-蛋白質相互作用活性を指標にしたスクリーニング法、すなわちtwo-hybrid法により単離した。そのうち、5種は未知因子であったが2種の因子は互いに似ているばかりでなく、出芽酵母より遺伝学的に単離されていた因子のヒトホモログでクロマチン転写に関わるであろう性質を持っていた。 2)Bromodomainと相互作用する活性で単離した因子の性状解析 単離した上述の2種の因子とCCG1のBromodomainとの相互作用の特異性検定後、この因子の局在性や発現パターンを調べたところ核内に存在すること、一方はどの組織でも発現しているが、他方は幾つかの組織でしか発現しておらず、組織特異的な活性を担い得る因子であろうことが判明した。しかもこの因子は既存の転写因子の構造モティーフを持たないことから、新しいタイプの転写調節反応に関わるであろうことが示唆された。
  • Basic research for development of new type of drugs based on the mechanism of transcriptional regulation
    Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
    Date (from‐to) : 1994 -1995 
    Author : HORIKOSHI Masami; YAMAMOTO Tohru; HASHIDA Ryouichi
     
    Transcriptional regulation is carried out by the combination of various specific interactions such as DNA-protein and protein-protein interactions. Since transcription is the main reaction in regulating gene expression, the destruction of its regulatory mechanism may cause diseases. The research of this area is regarded as an appropriate target for new drug development. Our research includes the following. 1) Isolation of new type of transcription factors for drug development In order to isolate new co-factors participating in DNA-protein and protein-protein interactions in transcriptional regulation, the two-hybrid screening system has been applied with the known factors as the probe. As a result, various factors have been isolated including candidate factors for sarcoma gene products and nuclear factors participating in autoimmune diseases. This methodology has been shown to be effective in the isolation of target factors for developing drugs. 2) Construction of a system for screening in drug development As interactions between transcription factors can be detected by using two-hybrid screening system, the system is also thought to be adequate for the isolation of drugs which show inhibition activities on interactions. Other screening systems for drug development are under development, utilizing assays of transcriptional activity and the interactions between DNA and transcription factors.
  • 細胞周期因子CCG1の転写因子TEIIDサブユニットとしての役割
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 重点領域研究
    Date (from‐to) : 1994 -1994 
    Author : 山本 融; 堀越 正美
     
    細胞周期に関与する因子群については、cyclinやCDKなど様々な因子が知られているが、転写因子として性格づけがなされているものは極めて少ない。そこで、本研究ではTATAボックス結合因子TFIIDのサブユニットのうち、細胞周期G1→S期に働くとされる因子として考えられているCCG1サブユニットの細胞周期における役割を知る目的で、変異CCG1のうちG1→S期の進行を妨げる変異位置を含む領域に注目し、その領域と相互作用する因子群をtwo-hybrid法により単離し、解析を進めることを試みた。 その結果、既知因子として細胞質から核にまで幅広く存在する因子および未知因子が単離された。未知因子については、全ヌクレオチド配列の決定を行い、既存の構造モティーフは持たない。疎水性領域を含む因子であることがわかり、核膜と相互作用し、転写調節に関わることが示唆されている。サザンブロッティング法により、あまりサイズの大きくないユニーク遺伝子であること、また、ノザンブロッティング法により、全細胞に普遍的に存在する因子であることもわかった。更にパン酵母を用いた転写反応系において、この因子と転写装置との間に相互作用が起こると転写活性が起こることも示され、転写因子であることが強く示唆された。現在、それらの因子について、その細胞内局在性の検討、CCG1との分子間相互作用解析および様々な転写調節系における機能解析を進めているところである。
  • TFIID内Bromodomainの機能解析と相互作用因子の探索
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 一般研究(C)
    Date (from‐to) : 1994 -1994 
    Author : 山本 融; 堀越 正美
     
    TATAボックス結合因子TFIIDは様々な転写調節因子との相互作用に関与し、転写開始調節反応をコントロールしていると考えられる。本研究では、TFIIDサブユニットのうちCCG1と名付けられたG1→S期において細胞周期機能活性を有するサブユニット内に存在し、機能が未だ不明であるBromodomainの働きを理解する目的で研究を進めた。この構造ドメインは様々な転写調節系で機能すると考えられるグローバルな転写因子中に比較的よく見い出されるものであるが、いずれのBromodomainについてもその機能的役割は明らかにされていない。そこで、まずTFIIDサブユニットCCG1内のBromodomainと相互作用する因子の候補をtwo-hybrid法によって、スクリーニングし、様々な因子群を単離した。数種類の異なる因子が単離されたが、そのうち一つはすでにパン酵母で遺伝学的に単離されていたものであった。その因子はクロマチン転写に関与し、転写抑制状態を排除する働きを有していると考えられているが、明確な機能が示されていない因子である。現在、Bromodomainとその因子との分子間相互作用の解析および様々な転写調節系を用いた機能解析を進めている。今後得られるであろう結果は、クロマチン転写における抑制状態から脱抑制状態への移行に関与する因子群を中心とした転写調節機構の新局面を切り開いていくものと期待される。

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