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== 機能 == | == 機能 == | ||
[[転写調節因子]]としての機能を通じて、個体レベルでの多様な生理現象に関与する。 | |||
=== 分子レベル === | === 分子レベル === | ||
==== 転写調節 ==== | ==== 転写調節 ==== | ||
最も基本的な分子機能は、転写因子としての役割である。適切なパートナーと安定なヘテロ二量体を形成した後、標的遺伝子の[[プロモーター]]や[[エンハンサー]]領域に存在する[[E-boxコンセンサス配列]](主にCACGTGまたはその周辺配列)に特異的に結合する<ref name=Wu2016><pubmed>noPMID</pubmed></ref><ref name=Sun2022><pubmed>36343253</pubmed></ref>(Wu et al., 2016; Sun et al. 2022)。結合後、C末端領域などを介して[[転写コアクチベーター]](例:[[サイクリックAMP応答因子結合タンパク質]] ([[cyclic AMP response element-binding protein]], [[CBP]]/[[p300]])、[[ヒストンアセチル基転移酵素]] ([[HAT]]]]、[[steroid receptor coactivator 1]] ([[SRC-1]])や[[コリプレッサー]](例:ヒストン脱アセチル化酵素 (histon deacetylase, HDAC)、[[nuclear receptor co-repressor]] ([[NCoR]])/[[silencing mediator of retinoic acid and thyroid hormone receptor]] ([[SMRT]]))をリクルートすることにより、標的遺伝子の転写を活性化または抑制する<ref name=Bersten2013><pubmed>24263188</pubmed></ref><ref name=Luoma2018><pubmed>30509165</pubmed></ref>(Bersten et al., 2013; Luoma and Berry, 2018)。どの共役因子をリクルートするかは、NPASメンバーの種類、細胞種、細胞の状態、あるいはプロモーターの文脈によって変化する可能性がある。 | |||
==== パートナー選択性と標的遺伝子特異性 ==== | ==== パートナー選択性と標的遺伝子特異性 ==== | ||
NPAS1, 3, 4は[[ARNT]]/[[ARNT2]]と、NPAS2は[[BMAL1]]/[[BMAL2]]とヘテロ二量体を形成するが、それぞれのメンバー間における結合親和性や、認識・結合するE-box配列の微妙な違い、あるいはゲノム上の結合部位(プロモーター vs エンハンサー)の選択性が異なる可能性がある。これが、各NPASメンバーが制御する標的遺伝子群の特異性を生み出す一因となっていると考えられる<ref name=Bersten2013><pubmed>24263188</pubmed></ref><ref name=Wu2016><pubmed>noPMID</pubmed></ref>(Bersten et al., 2014; Wu et al., 2016)。 | |||
==== リガンド応答性 ==== | |||
NPAS2は[[ヘム]]をリガンドとして結合し、細胞内のガス状分子([[CO]], [[酸素|O<sub>2</sub>]], [[NO]])の濃度変化に応じてその立体構造や転写活性が変化する可能性が示唆されている<ref name=Dioum2002><pubmed>12446832</pubmed></ref><ref name=Gilles-Gonzalez2005><pubmed>15598487</pubmed></ref>(Dioum et al., 2002; Gilles-Gonzalez & Gonzalez, 2005)。これにより、NPAS2は細胞の代謝状態(例:ヘム生合成レベル)やガス環境を感知し、概日リズムや代謝関連遺伝子の発現を調節する役割を担っていると考えられる<ref name=Kitanishi2008><pubmed>18479150</pubmed></ref>(Kitanishi et al., 2008)。NPAS1, 3, 4も、PAS-Bドメイン内にリガンド結合ポケットを有することが構造的に示されており<ref name=Wu2016><pubmed>noPMID</pubmed></ref><ref name=Sun2016><pubmed>26987258</pubmed></ref>(Wu et al., 2016; Sun et al., 2022)(図2)、これらのタンパク質は未知の内因性リガンドによって活性が制御されている可能性が考えられる。 | |||
==== 転写共役因子との相互作用 ==== | ==== 転写共役因子との相互作用 ==== | ||
NPASタンパク質のC末端領域は、転写調節に必須なコアクチベーター(例:CBP/p300, HAT)やコリプレッサー(例:HDAC)との相互作用部位を含む<ref name=Luoma2018><pubmed>30509165</pubmed></ref>(Luoma and Berry, 2018)。これらの相互作用を通じて、ヒストンのアセチル化・脱アセチル化などのクロマチン修飾を誘導し、標的遺伝子の転写効率を精密に制御する。 | |||
==== シグナル伝達経路とのクロストーク ==== | ==== シグナル伝達経路とのクロストーク ==== | ||
NPASファミリーの活動は、他の細胞内シグナル伝達経路と密接に連携している。例えば、NPAS4の発現は神経活動に伴う[[カルシウム]]流入によって厳密に制御されており <ref name=Lin2008><pubmed>18815592</pubmed></ref>(Lin et al., 2008)、カルシウム依存的なキナーゼ(CaMK[calmodulin kinase])や転写因子(CREB[cAMP response element-binding protein], MEF2[Myocyte Enhancer Factor 2])がNPAS4遺伝子の発現制御に関与している<ref name=Sun2016><pubmed>26987258</pubmed></ref>(Sun and Lin, 2016)。また、NPAS2の活性は概日時計のフィードバックループや代謝産物によって調節される<ref name=Reick2001><pubmed>11441147</pubmed></ref><ref name=Eckel-Mahan2013><pubmed>23303907</pubmed></ref>(Reick et al., 2001; Eckel-Mahan & Sassone-Corsi, 2013)。このように、NPASファミリーは様々な細胞内外の刺激に応答し、それを転写レベルの変化へと変換する重要な結節点として機能している。 | |||
=== 個体レベル === | === 個体レベル === | ||