造血幹細胞の増殖・分化制御におけるZFATとGemininの分子的クロストーク

本研究は、造血発生や維持において必須であるZFATによる造血幹細胞の活性制御における分子機構を解明するとともに、ZFATシステムと造血幹細胞の活性支持の中核因子であるGemininシステムとのクロストークを解明することにより、生体外での造血幹細胞の増幅・維持の技術開発へ向けた分子基盤の確立を目指すものである。ZFATは、自己免疫性甲状腺疾患感受性遺伝子として同定された転写関連因子であり、T細胞のホメオスターシス維持や造血発生における赤芽球分化において必須である。ZFATは造血幹細胞にも発現を認めるが、造血幹細胞の増殖と分化の双面における活性制御における役割は未だ明らかではない。一方で申請者は、DNA複製ライセンス化制御による細胞増殖制御因子であり、かつクロマチンリモデリングによる幹細胞未分化性維持因子であるGemininのポリコーム複合体１やHoxタンパク質によるユビキチン化を介したタンパク質代謝が、造血幹細胞の活性を支持していることを明らかにしてきた。研究初年度は、静止期にある造血幹細胞にも目的遺伝子を導入でき、サイレンシングが起こりにくいSBI社のレンチウイルスベクター系を用いて、ZFAT強制発現系やDOX誘導型ZFATノックダウン系を作成した。また、膜透過型配列融合型ZFATリコンビナントタンパク質導入系を作成した。研究２年目は、ZFATとGemininのクロストークが、直接の結合によるものではないことがわかってきたため、アダプタータンパク質の同定のため、yeast-two-hybrid法にてZFATの結合タンパク質を探索した。既にGemininとの結合が報告されているタンパク質のほか、翻訳関連タンパク質などが同定されてきている。研究３年目および４年目は、同定されたアダプタータンパク質の分子生物学的解析を進めた。また本学でのマウス実験系の立ち上げに精力を注いだ。

本研究は、造血発生や維持において必須であるZFATによる造血幹細胞の活性制御における分子機構を解明するとともに、ZFATシステムと造血幹細胞の活性支持の中核因子であるGemininシステムとのクロストークを解明することにより、生体外での造血幹細胞の増幅・維持の技術開発へ向けた分子基盤の確立を目指すものである。ZFATは、自己免疫性甲状腺疾患感受性遺伝子として同定された転写関連因子であり、T細胞のホメオスターシス維持や造血発生における赤芽球分化において必須である。ZFATは造血幹細胞にも発現を認めるが、造血幹細胞の増殖と分化の双面における活性制御における役割は未だ明らかではない。一方で申請者は、DNA複製ライセンス化制御による細胞増殖制御因子であり、かつクロマチンリモデリングによる幹細胞未分化性維持因子であるGemininのポリコーム複合体１やHoxタンパク質によるユビキチン化を介したタンパク質代謝が、造血幹細胞の活性を支持していることを明らかにしてきた。研究初年度は、静止期にある造血幹細胞にも目的遺伝子を導入でき、サイレンシングが起こりにくいSBI社のレンチウイルスベクター系を用いて、ZFAT強制発現系やDOX誘導型ZFATノックダウン系を作成した。また、膜透過型配列融合型ZFATリコンビナントタンパク質導入系を作成した。研究２年目は、ZFATとGemininのクロストークが、直接の結合によるものではないことがわかってきたため、アダプタータンパク質の同定のため、yeast-two-hybrid法にてZFATの結合タンパク質を探索した。既にGemininとの結合が報告されているタンパク質のほか、翻訳関連タンパク質などが同定されてきている。研究３年目および４年目は、同定されたアダプタータンパク質の分子生物学的解析を進めた。また本学でのマウス実験系の立ち上げに精力を注いだ。