重要 例題19 遺伝子発現の調節
ある生物由来の細胞Pでは、遺伝子Xからタンパク質 x が合成される。 遺伝子Xの
種類の調節タンパク質 z1~23がかかわっている。 z1 は Y1, z2はY2, z3 Y3
発現は,遺伝子Xの近傍にある転写調節領域 Y1~Y3 によって調節されており,3
のみにそれぞれ結合する。転写調節領域に結合した調節タンパク質 z1~z3のそれ
ぞれは,転写の開始あるいは抑制のどちらかのみの決まった作用をもつ。細胞Pと同
じ生物由来だが,細胞Pとは別の3種類の細胞Q,R,Sについて調べてみると,細
胞RとSでもタンパク質xは合成されていたが,細胞Qでは合成されていなかった。
そこで,細胞の種類の違いによって遺伝子Xの発現が異なるしくみを調べるために実
験を行った。
遺伝子Xの代わりに蛍光タンパク遺伝子を組み込み,蛍光タンパク質の合成の有無
を調べた。さらに Y1~Y3 のいずれかを欠損させたものについても同様に行った。
その結果下図のようになった。 また, Y1~Y3 のすべてが欠損している場合には,
蛍光タンパク質の合成は起こらなかった。
1-1-1-
Y2
Y2
Y2
Y 3
遺伝子X
Y3 蛍光タンパク遺伝子
O
X XO
細胞
XO
ROO
SOO
×
OX
Y 3
Y2
Y3
図 遺伝子X,蛍光タンパク遺伝子,転写調節領域の配置, およびタンパク質の合成の有無
図の1段目は,遺伝子Xとその転写調節領域 Y1~Y3のDNA上の配置と, 細胞PSでの
タンパク質xの合成の有無を示す。 2 ~ 6段目は, 実験に使用した組換えDNA の一部と, こ
れらをそれぞれ細胞P~Sに導入したときの, 蛍光タンパク質の合成の有無を示す。
○は 「合成あり｣ × は ｢合成なし」を示す。
z1 ~ z3は, それぞれどの細胞でつくられ,それぞれ Y1~Y3に結合することで
遺伝子Xの転写を促進するか抑制するか答えよ。
(北里大)
