細胞分化に伴うマウスGATA-1遺伝子発現の量的制御機構の解明

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17590237
• Research Institution: Takasaki University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 大根田 絹子 高崎健康福祉大学, 薬学部, 教授 (50323291)
• Keywords: 細胞分化 / 転写因子 / 遺伝子発現制御 / 赤血球

Research Abstract

(1)BACトランスジェニックマウスを用いたin vivoでの定量的なレポーター解析系の確立
Gata1遺伝子の翻訳領域をGFP cDNAに置換したマウス大腸菌人工染色体(BAC)を用いてトランスジェニック(TG)マウス(GATA-1BAC GFP TGマウス)を4ライン樹立した。GFPの発現は内因性Gata1遺伝子の発現様式を忠実に再現しており、GFPmRNA量および蛍光強度はトランスジーンのコピー数に依存していた。この系によって、Gata1遺伝子に存在するシスエレメントがGata1発現量にどの程度貢献しているかについて、マウス個体を用いて解析することが可能となった。
(2)Gata1遺伝子のシスエレメントを欠失させたBAC GFP TGマウスの解析
(1)の系を用いてGata1遺伝子の発現において強力なエンハンサーとして機能するGata1 hematopoietic enhancer(G1HE)領域に欠失や変異を加えたTGマウスを作成した。その結果、骨髄での赤血球系細胞にGFP陽性細胞の減少とGFP発現強度の低下が観察された。赤血球の分化段階を追って解析した結果、Gata1の発現量が最大となる前赤芽球では、GFP強度は1/5程度にまで減少していたもののGFP陽性細胞の数は保たれていた。一方、前赤芽球より未熟な細胞や分化した細胞ではGFP陽性細胞数が著しく減少していた。これらの結果から、前赤芽球ではG1HEに依存しない制御様式が存在しているが、分化の初期および後期ではG1HEはGata1の発現に必須であることが示唆された。さらに、G1HEに含まれるGATA boxに変異を加えただけでほぼ同様の結果が再現されたことから、GATA-1,GATA-2によるGata1遺伝子の自律的な制御がエンハンサー機能の中心的な役割を担っていると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] GATA-4 incompletely substitutes for GATA-1 in promoting both primitive and definitive erythropoiesis in vivo. (2006)
  • Author(s): Hosoya-Ohmura, S., Mochizuki, N., Suzuki, M., Ohneda K., Yamamoto M.
  • Journal Title: J Biol Chem. 281 Pages: 32820-32830
• [Journal Article] Real-time monitoring of stress erythropoiesis in vivo using Gata1 and beta-globin LCR luciferase transgenic mice. (2006)
  • Author(s): Suzuki, M., Ohneda K., Hosoya-Ohmura, S., Tsukamoto, S., Ohneda, O., Philipsen, S., Yamamoto M.
  • Journal Title: Blood 108 Pages: 726-733
• [Journal Article] Identification of functional endothelial progenitor cells suitable for the treatment of ischemic tissue using human umbilical cord blood.
  • Author(s): Nagano, M., Yamashita, T., Hamada, H., Ohneda, K., Kimura, KI., Nakagawa, T., Shibuya, M., Yoshikawa, H., Ohneda, O.
  • Journal Title: Blood (印刷中)
• [Journal Article] Gata-1 self-association controls erythroid development in vivo.
  • Author(s): Shimizu, R., Trainor, CD., Nishikawa, K., Kobayashi, M., Ohneda, K., Yamamoto M.
  • Journal Title: J Biol Chem. (印刷中)
• [Journal Article] Dynamic regulation of gata factor levels is more important than their identity.
  • Author(s): Ferreira, R., Wai, A., Shimizu, R., Gillemans, N., Rottier, R., Lindem, MV., Ohneda, K., Grosveld, F., Yamamoto, M., Philipsen S.
  • Journal Title: Blood (印刷中)