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| <font size="+1">[http://researchmap.jp/read0193859 室山 優子]、[http://researchmap.jp/tetsuichirosaito 斎藤 哲一郎]</font><br> | | <font size="+1">[http://researchmap.jp/read0193859 室山 優子]、[http://researchmap.jp/tetsuichirosaito 斎藤 哲一郎]</font><br> |
| ''千葉大学大学院 医学研究院''<br> | | ''千葉大学大学院 医学研究院''<br> |
| DOI：<selfdoi /> 原稿受付日：2013年11月8日 原稿完成日：2014年1月20日<br>
| | DOI [[XXXX]]/XXXX 原稿受付日：2013年11月8日 原稿完成日：2013年月日<br> |
| 担当編集委員：[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅 典子]（東北大学 大学院医学系研究科 附属創生応用医学研究センター [[脳神経]]科学コアセンター 発生発達神経科学分野）<br> | | 担当編集委員：[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅 典子]（東北大学 大学院医学系研究科 附属創生応用医学研究センター [[脳神経]]科学コアセンター 発生発達神経科学分野）<br> |
| </div> | | </div> |
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| 英：transcription factor, transcriptional regulator, transcription regulatory factor 独：Transkriptionsfaktor 仏：facteur de transcription
| | 英：transcriptional regulator, transcription regulatory factor |
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| 同義語：転写調節因子、転写因子
| | 同義語：転写調節因子 |
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| {{box|text= 転写制御因子は、[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]] [[wikipedia:ja:DNA|DNA]]上の特定の塩基配列に結合し、[[wikipedia:ja:RNAポリメラーゼ|RNAポリメラーゼ]]による[[wikipedia:ja:転写|転写]]を促進あるいは抑制するタンパク質の一群である<ref name=ref1> Tetsuichiro Saito<br>Transcription factor. Encyclopedia of Neuroscience<br> Springer-Verlag Gmbh Berlin Heidelberg: 2009</ref>。DNAに結合するドメインと他のタンパク質などと相互作用し転写制御に関わるドメインを有する。構造上の特徴により、いくつかのファミリーに分類される<ref name=ref1 />。転写制御因子は[[リン酸化]]などの様々な調節を受け、個体発生から脳高次機能までの多くの過程を制御する<ref name=ref2><pubmed>11823631</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>23498934</pubmed></ref>。転写制御因子をコードすると推測される遺伝子は、[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]ゲノムにおいて約2000個存在する<ref><pubmed>15193307</pubmed></ref><ref><pubmed>19274049</pubmed></ref>。 }} | | 転写制御因子は、[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]] [[wikipedia:ja:DNA|DNA]]上の特定の塩基配列に結合し、[[wikipedia:ja:RNAポリメラーゼ|RNAポリメラーゼ]]による[[wikipedia:ja:転写|転写]]を促進あるいは抑制するタンパク質の一群である<ref name=ref1> Tetsuichiro Saito<br>Transcription factor. Encyclopedia of Neuroscience<br> Springer-Verlag Gmbh Berlin Heidelberg: 2009</ref>。DNAに結合するドメインと他のタンパク質などと相互作用し転写制御に関わるドメインを有する。構造上の特徴により、いくつかのファミリーに分類される<ref name=ref1 />。転写制御因子は[[リン酸化]]などの様々な調節を受け、個体発生から脳高次機能までの多くの過程を制御する<ref name=ref2><pubmed>11823631</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>23498934</pubmed></ref>。転写制御因子をコードすると推測される遺伝子は、[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]ゲノムにおいて約2000個存在する<ref><pubmed>15193307</pubmed></ref><ref><pubmed>19274049</pubmed></ref>。 |
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| ==転写制御因子とは== | | ==転写制御因子とは== |
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| ENCODEプロジェクトなどにより、ゲノムのかなりの領域が転写されることが明らかとなった<ref><pubmed>22955616</pubmed></ref>。エンハンサー部位で合成される[[enhancer RNA]]（[[eRNA]]）などの[[非翻訳RNA]]が転写に関わることが示唆されている<ref><pubmed>23273978</pubmed></ref><ref><pubmed>20887892</pubmed></ref>。 | | ENCODEプロジェクトなどにより、ゲノムのかなりの領域が転写されることが明らかとなった<ref><pubmed>22955616</pubmed></ref>。エンハンサー部位で合成される[[enhancer RNA]]（[[eRNA]]）などの[[非翻訳RNA]]が転写に関わることが示唆されている<ref><pubmed>23273978</pubmed></ref><ref><pubmed>20887892</pubmed></ref>。 |
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| {{Infobox protein family
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| | Symbol = Homeobox
| |
| | Name = Homeobox domain
| |
| | image =1AHD.pdb
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| | width = 250
| |
| | caption = [[DNA]]に結合に結合したホメオドメイン型転写因子[[ショウジョウバエ]]''[[Antennapedia]]'' 。{{PDB2|1ahd}}による<ref name="pmid7903398"><pubmed>7903398</pubmed></ref>。
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| | Pfam = PF00046
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| | Pfam_clan = CL0123
| |
| | InterPro = IPR001356
| |
| | SMART = SM00389
| |
| | PROSITE = PS50071
| |
| | SCOP = 1ahd
| |
| | TCDB =
| |
| | OPM family =
| |
| | OPM protein =
| |
| | PDB = {{PDB2|1ahd}}, {{PDB2|1akh}}, {{PDB2|1apl}}, {{PDB2|1au7}}, {{PDB2|1b72}}, {{PDB2|1b8i}}, {{PDB2|1bw5}}, {{PDB2|1cqt}}, {{PDB2|1du0}}, {{PDB2|1du6}}, {{PDB2|1e3o}}, {{PDB2|1enh}}, {{PDB2|1f43}}, {{PDB2|1fjl}}, {{PDB2|1ftt}}, {{PDB2|1ftz}}, {{PDB2|1gt0}}, {{PDB2|1hdd}}, {{PDB2|1hdp}}, {{PDB2|1hf0}}, {{PDB2|1hom}}, {{PDB2|1ic8}}, {{PDB2|1ig7}}, {{PDB2|1jgg}}, {{PDB2|1k61}}, {{PDB2|1kz2}}, {{PDB2|1le8}}, {{PDB2|1lfb}}, {{PDB2|1lfu}}, {{PDB2|1mh3}}, {{PDB2|1mh4}}, {{PDB2|1mnm}}, {{PDB2|1nk2}}, {{PDB2|1nk3}}, {{PDB2|1o4x}}, {{PDB2|1ocp}}, {{PDB2|1oct}}, {{PDB2|1p7i}}, {{PDB2|1p7j}}, {{PDB2|1pog}}, {{PDB2|1puf}}, {{PDB2|1qry}}, {{PDB2|1s7e}}, {{PDB2|1san}}, {{PDB2|1uhs}}, {{PDB2|1vnd}}, {{PDB2|1wi3}}, {{PDB2|1x2m}}, {{PDB2|1x2n}}, {{PDB2|1yrn}}, {{PDB2|1yz8}}, {{PDB2|1zq3}}, {{PDB2|1ztr}}, {{PDB2|2cqx}}, {{PDB2|2cra}}, {{PDB2|2cue}}, {{PDB2|2cuf}}, {{PDB2|2dmq}}, {{PDB2|2e1o}}, {{PDB2|2ecb}}, {{PDB2|2ecc}}, {{PDB2|2h8r}}, {{PDB2|2hdd}}, {{PDB2|2hi3}}, {{PDB2|2hoa}}, {{PDB2|2jwt}}, {{PDB2|2lfb}}, {{PDB2|2p81}}, {{PDB2|2r5y}}, {{PDB2|2r5z}}, {{PDB2|3hdd}}, {{PDB2|9ant}}
| |
| }}
| |
| {{Infobox protein family
| |
| | Symbol = zf-C2H2
| |
| | Name = Zinc finger, C2H2 type
| |
| | image = 1ZAA.pdb
| |
| | width = 250
| |
| | caption = DNA結合に結合したZinc finger型転写因子[[ZIF268]]。{{PDB2|1zaa}}による<ref><pubmed>2028256</pubmed></ref>。
| |
| | Pfam = PF00096
| |
| | Pfam_clan = CL0361
| |
| | InterPro = IPR007087
| |
| | SMART =
| |
| | PROSITE = PS00028
| |
| | MEROPS =
| |
| | SCOP =
| |
| | TCDB =
| |
| | OPM family =
| |
| | OPM protein =
| |
| }}
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| {{Pfam_box
| |
| | Symbol = bHLH
| |
| | Name = basic helix-loop-helix DNA-binding domain
| |
| | image = 1MDY.pdb
| |
| | width = 250
| |
| | caption = DNAに結合したbHLH型転写因子MyoD。{{PDB2|1mdy}}による<ref><pubmed> 8181063 </pubmed></ref>。
| |
| | Pfam = PF00010
| |
| | InterPro = IPR001092
| |
| | SMART= SM00353
| |
| | PROSITE = PDOC00038
| |
| | SCOP = 1mdy
| |
| | TCDB =
| |
| | OPM family =
| |
| | OPM protein =
| |
| | PDB = {{PDB2|1a0a}}, {{PDB2|1am9}}, {{PDB2|1an2}}, {{PDB2|1an4}}, {{PDB2|1hlo}}, {{PDB2|1mdy}}, {{PDB2|1nkp}}, {{PDB2|1nlw}}, {{PDB2|1r05}}, {{PDB2|1ukl}}, {{PDB2|2ql2}}
| |
| }}
| |
| {{Pfam_box
| |
| | Symbol = bZIP_1
| |
| | Name = bZIP transcription factor
| |
| | image = 1DH3.pdb
| |
| | width =250
| |
| | caption =DNAに結合したbasic-Leucin Zipper型転写因子[[CREB]]。{{PDB2|1DH3}}による<ref><pubmed>10952992</pubmed></ref>。
| |
| | Pfam= PF00170
| |
| | InterPro= IPR011616
| |
| | SMART=
| |
| | PROSITE=PDOC00036
| |
| | SCOP = 1ysa
| |
| | TCDB =
| |
| | OPM family=
| |
| | OPM protein=
| |
| | PDB=
| |
| {{PDB3|1dh3}}A:285-339 {{PDB3|1t2k}}D:336-395 {{PDB3|1s9k}}E:257-308
| |
| {{PDB3|1jun}}B:276-313 {{PDB3|1jnm}}A:254-313 {{PDB3|1a02}}J:257-308
| |
| {{PDB3|1swi}}B:249-278 {{PDB3|1ce9}}A:251-279 {{PDB3|1uo0}}A:249-279
| |
| {{PDB3|1rb5}}B:249-279 {{PDB3|1unw}}B:249-279 {{PDB3|1vzl}}B:249-279
| |
| {{PDB3|1unt}}A:249-279 {{PDB3|1zim}}C:249-279 {{PDB3|1w5j}}D:249-279
| |
| {{PDB3|1zij}}A:249-279 {{PDB3|1rb6}}A:249-279 {{PDB3|2zta}}A:249-279
| |
| {{PDB3|1uo5}}B:249-279 {{PDB3|1rb1}}C:249-279 {{PDB3|1gcl}}C:249-279
| |
| {{PDB3|1w5g}}B:249-279 {{PDB3|1w5i}}A:249-279 {{PDB3|1uo1}}A:249-279
| |
| {{PDB3|1unu}}B:249-279 {{PDB3|1gcm}}A:249-279 {{PDB3|1rb4}}C:249-279
| |
| {{PDB3|1uo2}}B:249-279 {{PDB3|1ysa}}D:226-279 {{PDB3|1unz}}B:249-279
| |
| {{PDB3|1w5k}}D:249-279 {{PDB3|1ij1}}A:249-279 {{PDB3|1zta}} :247-279
| |
| {{PDB3|1ij0}}A:249-279 {{PDB3|1uo3}}A:249-279 {{PDB3|1w5h}}A:249-279
| |
| {{PDB3|1ij2}}A:249-279 {{PDB3|1dgc}}A:227-279 {{PDB3|1w5l}}B:249-279
| |
| {{PDB3|1uny}}A:249-279 {{PDB3|2b1f}}B:251-279 {{PDB3|2bni}}B:249-279
| |
| {{PDB3|1zil}}A:249-278 {{PDB3|1zii}}A:249-279 {{PDB3|1unv}}B:249-279
| |
| {{PDB3|1zik}}B:249-278 {{PDB3|1unx}}A:249-279 {{PDB3|1ij3}}B:249-279
| |
| {{PDB3|1uo4}}A:249-279 {{PDB3|1kql}}B:255-279 {{PDB3|2dgc}}A:229-277
| |
| {{PDB3|1piq}}A:249-279 {{PDB3|2b22}}A:251-279 {{PDB3|1lvx}}A:265-294
| |
| {{PDB3|1gd2}}H:74-137 {{PDB3|1ci6}}A:280-339
| |
| }}
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| {{Pfam_box
| |
| | Symbol = PF00505
| |
| | Name = HMG (high mobility group) box
| |
| | image = 2LEF.pdb
| |
| | width = 250
| |
| | caption = DNAに結合したHMGボックスドメインタンパク質[[Lymphoid enhancer-binding factor 1|LEF1]]。{{PDB2|2LEF}}による<ref><pubmed>7651541</pubmed></ref>。
| |
| | Pfam = PF00505
| |
| | InterPro = IPR009071
| |
| | SMART=
| |
| | PROSITE=
| |
| | SCOP = 1hsm
| |
| | TCDB =
| |
| | OPM family =
| |
| | OPM protein =
| |
| | PDB = {{PDB2|1aab}}, {{PDB2|1cg7}}, {{PDB2|1ckt}}, {{PDB2|1e7j}}, {{PDB2|1gt0}}, {{PDB2|1hme}}, {{PDB2|1hmf}}, {{PDB2|1hry}}, {{PDB2|1hrz}}, {{PDB2|1hsm}}, {{PDB2|1hsn}}, {{PDB2|1i11}}, {{PDB2|1j3x}}, {{PDB2|1j46}}, {{PDB2|1j47}}, {{PDB2|1j5n}}, {{PDB2|1k99}}, {{PDB2|1lwm}}, {{PDB2|1nhm}}, {{PDB2|1nhn}}, {{PDB2|1o4x}}, {{PDB2|1qrv}}, {{PDB2|1s9m}}, {{PDB2|1sx9}}, {{PDB2|1v64}}, {{PDB2|1wgf}}, {{PDB2|1wxl}}, {{PDB2|2crj}}, {{PDB2|2cs1}}, {{PDB2|2lef}}
| |
| }}
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| ==構造== | | ==構造== |
| 転写活性化因子の転写活性化ドメインは、コアクチベーターなどのタンパク質と結合し、[[酸性アミノ酸]]、もしくは[[グルタミン酸]]、[[プロリン]]のいずれかに富む領域などに分類される。転写抑制因子の転写抑制ドメインには、[[トリプトファン]]、[[アルギニン]]、プロリンからなる[[WRPWドメイン]]や、[[芳香族アミノ酸]]と[[疎水性アミノ酸]]からなる[[engrailed homology 1]]（[[ EH1]]）ドメインなどがあり、コリプレッサーとの結合に必須である<ref><pubmed>18254933</pubmed></ref><ref><pubmed>16309560</pubmed></ref>。[[ジンクフィンガー]]型因子などは、リガンドと結合するドメインも有する。 | | 転写活性化因子の転写活性化ドメインは、コアクチベーターなどのタンパク質と結合し、[[酸性アミノ酸]]、もしくは[[グルタミン酸]]、[[プロリン]]のいずれかに富む領域などに分類される。転写抑制因子の転写抑制ドメインには、[[トリプトファン]]、[[アルギニン]]、プロリンからなる[[WRPWドメイン]]や、[[芳香族アミノ酸]]と[[疎水性アミノ酸]]からなる[[engrailed homology 1]]（[[ eRNA]]）ドメインなどがあり、コリプレッサーとの結合に必須である<ref><pubmed>18254933</pubmed></ref><ref><pubmed>16309560</pubmed></ref>。[[ジンクフィンガー]]型因子などは、リガンドと結合するドメインも有する。 |
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|
| 転写制御因子の構造については、[http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do Protein Data Bank]や[http://pfam.sanger.ac.uk/ Pfam]などのデータベースで[[検索]]できる。 | | 転写制御因子の構造については、[http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do Protein Data Bank]や[http://pfam.sanger.ac.uk/ Pfam]などのデータベースで[[検索]]できる。 |
| 211行目: |
109行目: |
| | [[Gli1]], [[NRSF]]/[[REST]], [[Zif268]], [[Krox20]], [[Fezl]] | | | [[Gli1]], [[NRSF]]/[[REST]], [[Zif268]], [[Krox20]], [[Fezl]] |
| |- | | |- |
| | [[krüppel-like]] | | | [[kruppel-like]] |
| | [[Klf4]] | | | [[Klf4]] |
| |- | | |- |
| 217行目: |
115行目: |
| | [[Gata2]], [[Gata3]] | | | [[Gata2]], [[Gata3]] |
| |- | | |- |
| | [[核内受容体]] | | | [[nuclear hormone receptor]] |
| | [[RARα1]], [[RXR]] | | | [[RARα1]], [[RXR]] |
| |- | | |- |
| 227行目: |
125行目: |
| | [[Per1]], [[Clk]] | | | [[Per1]], [[Clk]] |
| |- | | |- |
| | [[bHLH-ロイシンジッパー]] | | | [[bHLH-leucine zipper]] |
| | [[Myc]], [[MycN]]/[[N-Myc]] | | | [[Myc]], [[MycN]]/[[N-Myc]] |
| |- | | |- |
| 296行目: |
194行目: |
| ホメオボックス遺伝子の''[[distal-less homeobox 1]]（[[Dlx1]]）'' と''[[Dlx2]]'' は、[[大脳基底核原基]]由来の細胞で発現し、大脳の[[GABA作動性]]神経細胞の産生に必須である<ref><pubmed>19428236</pubmed></ref>。 | | ホメオボックス遺伝子の''[[distal-less homeobox 1]]（[[Dlx1]]）'' と''[[Dlx2]]'' は、[[大脳基底核原基]]由来の細胞で発現し、大脳の[[GABA作動性]]神経細胞の産生に必須である<ref><pubmed>19428236</pubmed></ref>。 |
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|
| HMGボックス型因子のSox2は、プロニューラル因子と拮抗的に働き、神経分化を抑制する<ref name= ref152><pubmed>16139372</pubmed></ref>。また、Sox9やSox10はオリゴデンドロサイトの前駆細胞で発現し、オリゴデンドロサイトの分化を促進するとともに、[[ミエリン塩基性タンパク質]]などの遺伝子の転写を活性化する<ref name= ref152 />。 | | HMGボックス型因子のSox2は、プロニューラル因子と拮抗的に働き、神経分化を抑制する<ref name= ref15><pubmed>16139372</pubmed></ref>。また、Sox9やSox10はオリゴデンドロサイトの前駆細胞で発現し、オリゴデンドロサイトの分化を促進するとともに、[[ミエリン塩基性タンパク質]]などの遺伝子の転写を活性化する<ref name= ref15 />。 |
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| ===軸索伸長、細胞極性=== | | ===軸索伸長、細胞極性=== |
| 303行目: |
201行目: |
| 脊髄交連神経の軸索投射は、Bar型やLIM型 のホメオドメイン型因子によって制御される。Barh1 とBarh2の下流では、''[[LIM homeobox 2]]（[[Lhx2]]）'' を介した''[[Rb-inhibiting gene 1]]/[[roundabout homolog 3]]（[[Rig1]]/[[Robo3]]）''の転写調節とともに、''Lhx2''を介さない''Neuropilin2''の転写調節が行われる<ref name=ref14 />。 | | 脊髄交連神経の軸索投射は、Bar型やLIM型 のホメオドメイン型因子によって制御される。Barh1 とBarh2の下流では、''[[LIM homeobox 2]]（[[Lhx2]]）'' を介した''[[Rb-inhibiting gene 1]]/[[roundabout homolog 3]]（[[Rig1]]/[[Robo3]]）''の転写調節とともに、''Lhx2''を介さない''Neuropilin2''の転写調節が行われる<ref name=ref14 />。 |
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|
| 運動神経や感覚神経では、軸索が標的筋肉の近傍に到着すると、''[[polyomavirus enhancer activator 3]]（[[Pea3]]）'' や''[[ets-related protein 81]]（[[Er81]]）'' などの[[Etsファミリー遺伝子]]の転写が誘導され、軸索の枝分かれが制御される<ref name=ref13/>。また、[[フォークヘッド型因子]]の[[forkhead box O]]（[[FoxO]]）は、''[[p21 protein-activated kinase 1]]（[[Pak1 ]]）'' などの細胞極性を制御する遺伝子の転写を調節し、神経細胞の形態制御に関わる<ref><pubmed>21982366</pubmed></ref>。 | | 運動神経や感覚神経では、軸索が標的筋肉の近傍に到着すると、''[[polyomavirus enhancer activator 3]]（[[Pea3]]）'' や''[[ets-related protein 81]]（[[Er81]]）'' などの[[Etsファミリー遺伝子]]の転写が誘導され、軸索の枝分かれが制御される<ref name=ref13/>。また、[[フォークヘッド型因子]]の[[forkhead box O]]（[[FoxO]]）は、''[[p21 protein-activated kinase 1]]（[[Pak1]）'' などの細胞極性を制御する遺伝子の転写を調節し、神経細胞の形態制御に関わる<ref><pubmed>21982366</pubmed></ref>。 |
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| ===高次機能=== | | ===高次機能=== |
| 317行目: |
215行目: |
| [[低酸素]]状態では、塩基性へリックス・ループ・へリックス型因子の[[hypoxia inducible factor 1 α]]（[[HIF-1α]]）が安定化され、HIF-1βとヘテロ二量体を形成して[[血管新生]]や[[解糖系]]に関わる遺伝子群の転写を活性化する<ref><pubmed>14643885</pubmed></ref>。 | | [[低酸素]]状態では、塩基性へリックス・ループ・へリックス型因子の[[hypoxia inducible factor 1 α]]（[[HIF-1α]]）が安定化され、HIF-1βとヘテロ二量体を形成して[[血管新生]]や[[解糖系]]に関わる遺伝子群の転写を活性化する<ref><pubmed>14643885</pubmed></ref>。 |
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|
| [[時計遺伝子]]''[[Period]]''は塩基性へリックス・ループ・へリックス型因子をコードし、光刺激により誘導される。''Period''の転写は他の塩基性へリックス・ループ・へリックス型因子の [[Clock]]と[[brain and muscle Arnt-like 1]]（[[Bmal1]]）により調節されており、これらの因子がネガティブフィードバックループを形成し、約24時間周期で発現が変動する<ref><pubmed>22483041</pubmed></ref>。 | | [[時計遺伝子]]''[[Period]]''は塩基性へリックス・ループ・へリックス型因子をコードし、光刺激により誘導される。''Period''の転写は他の塩基性へリックス・ループ・へリックス型因子の[[brain and muscle Arnt-like 1]]（ [[Clock]]と[[Bmal1]]）により調節されており、これらの因子がネガティブフィードバックループを形成し、約24時間周期で発現が変動する<ref><pubmed>22483041</pubmed></ref>。 |
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| ==病理== | | ==病理== |
| ヒトの疾患の原因となる転写制御因子の変異は[http://www.biobase-international.com/gene-regulation TRANSFAC]や[http://www.omim.org/search/advanced/geneMap OMIM Morbid Map]などのデータベースなどで調べられる。 | | ヒトの疾患の原因となる転写制御因子の変異は[http://www.gene-regulation.com Pfam]や[http://www.omim.org/search/advanced/geneMap OMIM Morbid Map]などのデータベースなどで調べられる。 |
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| ==転写制御因子データベース == | | ==転写制御因子データベース == |
| 326行目: |
224行目: |
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| == 関連項目 == | | == 関連項目 == |
| *[[プロモーター]]
| |
| *[[エンハンサー]] | | *[[エンハンサー]] |
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| == 参考文献 == | | == 参考文献 == |
| <references/> | | <references/> |