マウスGemininの発生工学的手法を用いた機能解析

• 研究課題/領域番号: 14033236
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学 (2003); 九州大学 (2002)
• 研究代表者: 中山 啓子 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60294972)
• 研究分担者: 畠山 鎮次 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教授 (70294973) ; 嘉村 巧 九州大学, 生体防御医学研究所, 助手 (40333455)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2002年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: Cdc4 / サイクリンE / ノックアウトマウス / F-boxタンパク質 / c-Myc / Geminin / 細胞周期 / APC / C / ノックインマウス

研究概要

Gemininは、mitosisの間にだけに分解される分子を網羅的にスクリーングすることによつて発見された分子である。G1期には全く存在しないが、S期からG2期、M期の開始にかけて蓄積し、有糸分裂の中期(metaphase)から後期(anaphase)への移行期に急速に消失する。このタンパク量の急激な変化はAPC/Cによるユビキチン化によって分解を受けるためである。また、Gemininを過剰発現するとDNA複製が抑制されることから、DNA複製のライセンシングに関与する分子であると考えられてきた。このように細胞周期の進行に強く関わっていると考えられる分子Gemininのノックアウトマウスを作製することによって、そのin vivoでの生物学的役割を検討することが本研究の目的である。
Geminin遺伝子をクローニングし遺伝子構造を明らかにした後、Cdt1結合領域をコードするエクソンをネマイシン耐性遺伝子に置換するターゲティングベクターを作製し、定法に則りノックアウトマウスを作製したところ、胎生早期に致死であることが確認された。現在までの解析では、ノックアウト胚は胎生7.5日には観察されていない。このような胎生初期の死亡からも細胞の正常な分裂に必須の分子であることが予想される。
一方、2004年には、Gemininは、Polycomb遺伝子との相互作用によって、Hox遺伝子を制御することが報告された。今後は、分化におけるHox遺伝子との相互作用も検討したいと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Kaneko, C. et al.: "Characterization of the mouse gene for the U-box-type ubiquitin ligase UFD2a"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 300. 297-304 (2003)
• [文献書誌] Zhang, Y.W.et al.: "A novel route for connexin 43 to inhibit cell proliferation : negative regulation of S-phase kinase-associated protein(Skp 2)"Cancer Res.. 63. 1623-1630 (2003)
• [文献書誌] Bornstein, G. et al.: "Role of the SCF^<Skp2> ubiquitin ligase in the degradation of p21^<Cip1> in S phase"J.Biol.Chem.. 278. 25752-25757 (2003)
• [文献書誌] von der Lehr et al.: "The F-Box protein Skp2 participates in c-Myc proteosomal degradation and acts as a cofactor for c-Myc-regulated transcription"Mol.Cell. 11. 1189-1200 (2003)
• [文献書誌] Tsunematsu, R et al.: "Mouse Fbw7/Sel-10/Cdc4 Is Required for Notch Degradation during Vascular Development"J.Biol.Chem.. 279. 9417-9423 (2004)
• [文献書誌] Chang, T.S.et al.: "p57^<KIP2> modulates stress-activated signaling by inhibiting c-Jun NH2-terminal kinase/stress-activated protein Kinase."J.Biol.Chem.. 278. 48092-48098 (2003)
• [文献書誌] Kamura, T. et al.: "Degradation of p57^<KIP2> mediated by SCF^<Skp2>-dependent ubiquitylation"Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 100. 10231-10236 (2003)
• [文献書誌] Imaki, H. et al.: "Cell cycle-dependent regulation of the Skp2 promoter by GA-binding protein."Cancer Res.. 63. 4607-4613 (2003)
• [文献書誌] Nakayama, K. et al.: "Impaired degradation of inhibitory subunit of NF-κB (IκB) and β-catenin as a result of targeted disruption of the β-TrCP1 gene"Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 100. 8752-8757 (2003)
• [文献書誌] Watahiki, J. et al.: "The role of p57^<KIP2> on mandibular growth in mice : By means of laser microdissection for hard tissues transcription"Orthod.Waves. 62. 201-206 (2003)
• [文献書誌] Minamishima, Y.A.et al.: "Recovery of liver mass without proliferation of hepatocytes after partial hepatectomy in Skp2-deficient mice"Cancer Res.. 62. 995-999 (2002)
• [文献書誌] Kanematsu, T.et al.: "Role of the PLC-related, catalytically inactive protein p130 in GABA_A receptor function"EMBO J.. 21. 1004-1011 (2002)
• [文献書誌] Ishida N.et al.: "Phosphorylation of p27^<Kip1> on serine 10 is required for its binding to CRM1 and nuclear export"J.Biol.Chem.. 277. 14355-14358 (2002)
• [文献書誌] Miyamoto A.et al.: "Increased proliferation of B cells and auto-immunity in mice lacking protein kinase Cδ"Nature. 416. 865-869 (2002)
• [文献書誌] Masuda T.et al.: "Clinical and biological significance of S-phase kinase-associated protein 2 (Skp2) gene expression in gastric carcinoma : modulation of malignant phenotype by Skp2 overexpression, possibly via p27"Cancer Res.. 62. 3819-3825 (2002)
• [文献書誌] Garcia-Fernandez.et al.: "Aplidin induces the mitochondrial apoptotic pathway via oxidative stress-mediated JNK and p38 activation and protein kinase Cδ"Oncogene. 21. 7533-7544 (2002)
• [文献書誌] Tomari SI et al.: "Glomerular differentiation in p27 and p57 double-mutant metanephroi"Anat.Embryol.. 206. 31-36 (2000)
• [文献書誌] Kaneko C.et al.: "Characterization of the mouse gene for the U-box-type ubiquitin ligase UFD2a"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 300. 297-304 (2002)
• [文献書誌] Yoshida, K.et al.: "Involvement of p27^<KIP1> degradation by Skp2 in the regulation of proliferation in response to wounding of corneal epithelium"Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.. 43. 364-370 (2000)