ポリコーム複合体によるDNA複製ライセンス化制御の造血幹細胞における役割

Polycomb 复合物对 DNA 复制许可控制在造血干细胞中的作用

基本信息

批准号：
17045024
负责人：
瀧原義宏
金额：
$ 4.48万
依托单位：
Hiroshima University
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ポリコーム遺伝子群(PcG)が幹細胞の活性を維持するために必須な役割を果たしていることを世界に先駆けて明らかにした。その後、ES細胞から造血幹細胞、神経幹細胞、神経堤細胞などの成体幹細胞の全般に渡ってPcGの働きが及んでいることが報告されてきたが、その分子基盤については未だ充分には明らかにされていない。現在のところ、PcGは細胞老化を制御しているINK4a遺伝子座の転写を直接抑制することによって幹細胞の活性を維持していると考えられている。しかし、PcGによって幹細胞活性が支持される分子基盤には新たに重要な側面があることが予測される。そこで、本研究では独自に確立した幹細胞機能が極度に低下したRae28欠損マウスを用いて、PcGがどのような分子基盤で幹細胞機能を維持しているかについて細胞生物学的解析だけでなく、生化学的解析を進めた。Rae28は他のPcGのメンバーとともにPcG複合体1を構成しているが、PcG複合体1は構成因子の一つであるScmh1を介してDNA複製ライセンス化因子Cdt1の阻害因子Gemininと結合し、Gemininをユビキチン化するためのE3ユビキチンリガーゼを構成していることを複合体を再構成して証明した。そしてさらに、Rae28欠損マウスにおいてはE3ユビキチンリガーゼの活性低下によってGemininが安定化し蓄積するために、幹細胞機能が低下することを明らかにした。これらの一連の解析によって、Geminin-Cdt1システムとその制御機構が幹細胞活性を支持する重要な分子基盤を構成していることが明らかになった。これらの知見は今後の幹細胞の研究や再生医療の開発のために重要な情報を提供することが期待される。

它是世界上第一个揭示多肉液基因组（PCG）在维持干细胞活性中起着至关重要的作用的人。此后，据报道，PCG的功能扩展到所有成年干细胞，例如造血干细胞，神经干细胞和来自ES细胞的神经rest细胞，但尚未完全揭示其分子基础。目前，据信PCG通过直接抑制Ink4a基因座的转录来维持干细胞活性，该Ink4a基因座控制细胞衰老。但是，可以预测，分子基础存在一个新的重要方面，其中PCG支持干细胞活性。因此，在这项研究中，我们不仅进行了细胞生物学分析，而且对PCG的分子基础的生化分析使用RAE28缺陷型小鼠维持干细胞功能，这些小鼠已经建立并已极度降解。尽管RAE28与其他PCG成员一起构成PCG复合物1，但我们重组了PCG复合物1与Geminin结合的复合物，Geminin与DNA复制许可因子CDT1的抑制剂CDT1通过SCMH1的一种抑制剂CDT1结合，SCMH1和E3泛素依比克蛋白依比克蛋白依比克蛋白与ubiquiquinination ubiquiquitination ubiquiquitinin。此外，据揭示了在RAE28缺陷型小鼠中，由于e3泛素连接酶的活性降低，双子素稳定和积累，干细胞功能会降低。这些一系列分析表明，双子素-CDT1系统及其调节机制构成了支持干细胞活性的重要分子基础。预计这些发现将为未来的干细胞研究和再生医学的发展提供重要信息。