これまでに酵母では、何度もシステマティックな過剰発現実験が行われてきました。このページではそれらを概観してみたいと思います。

 

そのまえに:「発現・過剰発現」の曖昧な定義について

その前に、言葉の定義として一つ注意しなければならないことがあります。それは「発現(expression)」という言葉です。発現とは、何がどうなる状態のことを指すのでしょうか?

「表現型の発現」といえば、遺伝情報が読み取られて、生命現象として目に見える形で現れている状態を指します。よく使われる「遺伝子発現解析」などといった場合には、ほとんどの場合、遺伝子が転写されている状態のことを指します。

それでは、「過剰発現(overexpression)」の場合にはどうでしょうか?これは表現型ではありませんね。転写が非常にたくさん行われている状況でしょうか?それでもいいかもしれませんが、恐らくイメージされるのは、タンパク質が過剰生産されている状況だと思います。

ところがこれから紹介する研究のほとんどすべては、プロモーターを変えたりコピー数を増やしたりして、転写を強く誘導しています。ですからどちらかと言うと遺伝子の過剰発現という言い方をするのが正しいです。けれどやりたいこと(期待していること)は、タンパク質の過剰発現です。

このページでは、特に断らないかぎり遺伝子とタンパク質の過剰発現を区別せず、また区別したくないので単に「過剰発現」ということにします。

 

過剰発現実験の始まり

  • HartwellのTubulin遺伝子の論文
     

いろいろな人がやった過剰発現解析

  • Akada R, Yamamoto J, Yamashita I., Screening and identification of yeast sequences that cause growth inhibition when overexpressed., Mol Gen Genet. 1997 Apr 16;254(3):267-74.
     
  • Ramer SW, Elledge SJ, Davis RW., Dominant genetics using a yeast genomic library under the control of a strong inducible promoter., Proc Natl Acad Sci U S A. 1992 Dec 1;89(23):11589-93.
     
  • Freeman K, Gwadz M, Shore D., Molecular and genetic analysis of the toxic effect of RAP1 overexpression in yeast., Genetics. 1995 Dec;141(4):1253-62.
     
  • Liu H, Krizek J, Bretscher A., Construction of a GAL1-regulated yeast cDNA expression library and its application to the identification of genes whose overexpression causes lethality in yeast., Genetics. 1992 Nov;132(3):665-73.
     
  • Stevenson LF, Kennedy BK, Harlow E., A large-scale overexpression screen in Saccharomyces cerevisiae identifies previously uncharacterized cell cycle genes., Proc Natl Acad Sci U S A. 2001 Mar 27;98(7):3946-51.
    cDNAライブラリーをGALプロモーター(シングルコピープラスミド)から発現。
     
  • Ouspenski II, Elledge SJ, Brinkley BR., New yeast genes important for chromosome integrity and segregation identified by dosage effects on genome stability., Nucleic Acids Res. 1999 Aug 1;27(15):3001-8.
     
  • Makanae K, Kintaka R, Makino T, Kitano H, Moriya H., Identification of dosage-sensitive genes in Saccharomyces cerevisiae using the genetic tug-of-war method., Genome Res. 2013 Feb;23(2):300-11.
    S. cerevisiaeのそれぞれの遺伝子領域のコピー数をどこまで上げられるかを調べた。
 
  • Niu W, Li Z, Zhan W, Iyer VR, Marcotte EM., Mechanisms of cell cycle control revealed by a systematic and quantitative overexpression screen in S. cerevisiae., PLoS Genet. 2008 Jul;4(7):e1000120.
    S. cerevisiaeのすべての遺伝子をGALプロモーター(多コピープラスミド)から発現し、細胞周期に異常をきたす遺伝子を取得した。