サクサンフィブロインの遺伝子構造

• 担当機関: 蚕糸・昆虫農業技術研究所
• 研究期間: 1998～2000
• 発行年度: 1998
• 要約: サクサンのフィブロイン遺伝子の全長を含むクローンを単離し、その塩基配列を決定した。ここにコードされているフィブロインタンパク質の大部分がポリアラニンブロックと非ポリアラニンブロックからなる反復単位により構成されていることが判明した。さらに非ポリアラニンブロックは配列の違いにより大きく4タイプに分類されることを確認した。
• 背景・ねらい: 絹蛋白質の主要成分であるフィブロインの遺伝子は、高度な反復構造をとるとともに大腸菌内でDNAの再編成が生じやすいため全長にわたる塩基配列を決定することが困難であった。今回我々は組換能を欠く大腸菌株を使うなどしてゲノムDNAライブラリーよりサクサンのフィブロイン遺伝子の全長を含むクローンを単離し、その構造決定を行った。

成果の内容・特徴

1. フィブロイン遺伝子の全長を含む約9kbのDNAの塩基配列を決定した。
   
2. 塩基配列より推定されたサクサンのフィブロインのアミノ酸配列を解析した。この約93％はポリアラニンブロック（アラニン残基が10-15個達なった部分）と非ポリアラニンブロックからなる連続した79個の反復単位からなっていた。
   
3. 反復単位は非ポリアラニンブロックの配列の組成より4タイプに分類された（図1）。この内Type1-1は特定のアミノ酸座位における多型に基づき、Type1-2はグリシン-グリシン-チロシン（GGY）トリプレットの反復数の違いよりさらにサブタイプに分類された（図1）。
   
4. 反復単位Type1-3には、フィブロネクチンの細胞接着シグナルに対応するアルギニン-グリシン-アスパラギン酸（RGD）トリプレットが存在することを確認した（図1）。
   

• 成果の活用面・留意点: 細胞接着シグナルRGDがサクサンのフィブロインの構成反復単位Type1-3上に存在することは、サクサンのフィブロインの良好な細胞接着能を保証するもので、今後の医療素材（人工皮膚等）の開発への展開が期待される。