マウスDNAトポイソメラーゼIIαの細胞周期制御における役割に関する分子遺伝学

小鼠DNA拓扑异构酶IIα在细胞周期控制中作用的分子遗传学

• 批准号: 14033207
• 负责人: 関水 和久
• 金额: $ 3.07万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14033207/
• 关键词: トポイソメラーゼ; 細胞周期; ノックアウトマウス; G0期; 血清飢餓; シュナイダー細胞; 酵母細胞; アポトーシス; DNAトポイソメラーゼ; 遺伝子ノックアウトマウス; マウス初期胚; ICRF-193; RNAi; カスパーゼ; HeLa細胞

DNAトポイソメラーゼIIαの遺伝子ノックアウトマウスを作出し、この酵素がマウスのハイ発生の初期に必要不可欠な役割を果たしていることを初めて遺伝学的に証明した。さらに、この酵素が失活した初期胚では、アポトーシスが誘導されることを明らかにした。さらに、培養ほ乳動物細胞において、血清飢餓条件からの復帰や脾臓細胞のマイトージェン処理などの系を用いて、DNAトポイソメラーゼIIの阻害剤であるICRF-193が、G0期からS期への移行を阻害することを示し、論文として報告した。また、ショウジョウバエ由来の培養細胞であるシュナイダー細胞について、高密度細胞数条件下でG0期とした細胞を低密度でS期へと誘導した場合、放射標識したチミジンの酸不溶性画分への取込みでみたDNA合成は、ICRF-193に対して感受性を示した。さらに、RNAiによりDNAトポイソメラーゼIIの遺伝子発現を抑制した場合にも、DNA合成の低下が見られた。これらの結果は、研究代表者らがこれまでほ乳動物細胞で見いだした、G0期からS期の移行にDNAトポイソメラーゼIIが必須であるという結果と一致していた。一方、酵母のDNAトポイソメラーゼIIの温度感受性変異株を用い、炭素源を枯渇状態にしてG0期とした場合、炭素源再添加によるS期への移行が、非制限条件下でも起きることを、放射性ウラシルの取込み、及び、染色体DNAのフローサイトメーターによる分析から明らかにした。したがって、酵母細胞においては、G0期からS期への移行において、DNAトポイソメラーゼIIは必須ではないことが分かった。以上の結果は、G0期からS期への移行におけるDNAトポイソメラーゼIIの寄与が、単細胞生物と多細胞生物では異なっていることを示唆している。

DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II traces of alpha の 伝 son ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス を し, こ の enzyme が マ ウ ス の ハ イ 発 born early の に need not owe な "を cut fruit た し て い る こ と を early め て heritage 伝 learn に prove し た. さ ら に, こ が の enzyme inactivation し た early embryo で は, ア ポ ト ー シ ス が induced さ れ る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に, cultivating ほ dairy animal cell に お い て, serum starvation conditions か ら の complex 帰 や splenic cells の マ イ ト ー ジ ェ ン 処 Richard な ど の is を with い て, DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II の resistance against tonic で あ る ICRF - 193 が, G0 か ら S period へ の transitional を resistance against す る こ と を し, paper と し て report し た. ま た, シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ origin の culture cell で あ る シ ュ ナ イ ダ ー cells に つ い て, under the condition of high density cells number で G0 と し た cells を low density で S period へ と induced し た occasions, radiation logo し た チ ミ ジ ン の acid insoluble draw points へ の take 込 み で み た は DNA synthesis, the ICRF - 193 に し seaborne て susceptibility を shown し た. さ ら に, RNAi に よ り DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II の heritage 伝 son 発 now を inhibit し た occasions に も low, DNA synthesis の が see ら れ た. こ れ ら の results は representatives, research ら が こ れ ま で ほ dairy animal cell で see い だ し た, G0 か ら S period の transitional に DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II が must で あ る と い う と consistent し て い た. Party, yeast の DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II の temperature sensitivity - different strains を い, carbon source を withered 渇 state に し て G0 と し た occasions, carbon source adding に よ る S period へ の transitional が, non system under the condition of limited で も up き る こ と を, radioactive ウ ラ シ ル の take 込 み and び, chromosome DNA の フ ロ ー サ イ ト メ ー タ ー に よ る points Analyze ら ら clarify ら に た た. し た が っ て, yeast cells に お い て は, G0 か ら S period へ の transitional に お い て, DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ II は must で は な い こ と が points か っ た. の above results は, G0 か ら S period へ の transitional に お け る DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ の send II and が, 単 cell biological と multicellularity で は different な っ て い る こ と を in stopping し て い る.

项目成果

N.Akimitsu, N.Adachi, H.Hirai, M.S.Hossain, H.Hamamoto, M.Kobayashi, Y.Aratani, H.Koyama, K.Sekimizu: "Enforced cytokinesis without complete nuclear division in embryonic cells depleting the activity of DNA topoisomerase IIalpha"Genes Cells. 8. 393-402 (2

N.Akimitsu、N.Adachi、H.Hirai、M.S.Hossain、H.Hamamoto、M.Kobayashi、Y.Aratani、H.Koyama、K.Sekimizu：“胚胎细胞中没有完全核分裂的强制胞质分裂会耗尽 DNA 的活性

Fukuma et al.: "A role of the Duffy antigen for the maintenance of plasma chemokine concentrations"Biochem Biophys Res Commun. (in press). (2003)

Fukuma 等人：“达菲抗原对于维持血浆趋化因子浓度的作用”Biochem Biophys Res Commun。

M.S.Hossain, N.Akimitsu, K.Kurokawa, K.Sekimizu: "Myogenic differentiation of Drosophila Schneider cells by DNA double-strand break-inducing drugs"Differentiation. 71. 271-280 (2003)

M.S.Hossain、N.Akimitsu、K.Kurokawa、K.Sekimizu：“DNA双链断裂诱导药物对果蝇施奈德细胞的肌原性分化”分化。

Hossain et al.: "ICRF-193, a catalytic inhibitor of DNA topoisomerase II, inhibits re-entry into the cell division cycle form quiescent state in mammalian cells"Gene to Cells. 7. 285-294 (2002)

Hossain 等人：“ICRF-193 是 DNA 拓扑异构酶 II 的催化抑制剂，可抑制哺乳动物细胞从静止状态重新进入细胞分裂周期”Gene to Cells。

N.Akimitsu, K.Kamura, S.Tone, A.Sakaguchi, A.Kikuchi, H.Hamamoto, K.Sekimizu: "Induction of apoptosis by depletion of DNA topoisomerase IIalpha in mammalian cells"Biochem Biophys Res Commun. 307. 301-307 (2003)

N.Akimitsu、K.Kamura、S.Tone、A.Sakaguchi、A.Kikuchi、H.Hamamoto、K.Sekimizu：“在哺乳动物细胞中通过耗尽 DNA 拓扑异构酶 IIα 来诱导细胞凋亡”Biochem Biophys Res Commun。