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

• 研究課題/領域番号: 17590237
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 高崎健康福祉大学 (2006); 筑波大学 (2005)
• 研究代表者: 大根田 絹子 高崎健康福祉大学, 薬学部, 教授 (50323291)
• 研究分担者: 大根田 修 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 教授 (30311872)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 細胞分化 / 転写因子 / 遺伝子発現制御 / 赤血球 / トランスジェニックマウス / 大腸菌人工染色体

研究概要

(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。

研究成果

• [雑誌論文] GATA-4 incompletely substitutes for GATA-1 in promoting both primitive and definitive erythropoiesis in vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hosoya-Ohmura, S., Mochizuki, N., Suzuki, M., Ohneda, O., Ohneda K., Yamamoto M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 281 ページ: 32820-32830
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Real-time monitoring of stress erythropoiesis in vivo using Gatal and beta-globin LCR luciferase transgenic mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Ohneda, K., Hosoya-Ohmura, S., Tsukamoto, S., Ohneda, O., Philipsen, S., Yamamoto M.
  • 雑誌名: Blood 108 ページ: 726-733
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] GATA-4 incompletely substitutes for GATA-1 in promoting both primitive and definitive erythropoiesis in vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hosoya-Ohmura, S., Mochizuki, N., Suzuki, M., Ohneda, 0., Ohneda K., Yamamoto M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 281 ページ: 32820-32830
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Real-time monitoring of stress erythropoiesis in vivo using Gata1 and beta-globin LCR luciferase transgenic mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Ohneda, K., Hosoya-Ohmura, S., Tsukamoto, S., Ohneda, 0., Philipsen, S., Yamamoto M.
  • 雑誌名: Blood 108 ページ: 726-733
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Graded levels of GATA-1 expression modulate survival, proliferation, and differentiation of erythroid progenitors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Pan, X., Ohneda, 0., Ohneda, K., Lindeboom, F., Iwata, F., Shimizu, R., Nagano, M., Suwabe, N., Philipsen, S., Lim, KC., Engel, JD., Yamamoto, M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 280 ページ: 22385-22394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] GATA-4 incompletely substitutes for GATA-1 in promoting both primitive and definitive erythropoiesis in vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hosoya-Ohmura, S., Mochizuki, N., Suzuki, M., Ohneda K., Yamamoto M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 281 ページ: 32820-32830
• [雑誌論文] Real-time monitoring of stress erythropoiesis in vivo using Gata1 and beta-globin LCR luciferase transgenic mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Ohneda K., Hosoya-Ohmura, S., Tsukamoto, S., Ohneda, O., Philipsen, S., Yamamoto M.
  • 雑誌名: Blood 108 ページ: 726-733
• [雑誌論文] Graded levels of GATA-1 expression modulate survival, proliferation, and differentiation of erythroid progenitors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Pan, X., Ohneda, O., Ohneda, K., Lindeboom, F., Iwata, F., Shimizu, R., Nagano, M., Suwabe, N., Philipsen, S., Lim, KC., Engel, JD., Yamamoto, M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 280 ページ: 22385-22394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Graded levels of GATA-1 expression modulate survival, proliferation, and differentiation of erythroid progenitors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Pan X, Ohneda O, Ohneda K, Lindeboom F, Iwata F, Shimizu R, Nagano M, Suwabe N, Philipsen S, Lim KC, Engel JD, Yamamoto M.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 22385-22394
• [雑誌論文] GATA1 function, a paradigm for transcription factors in hematopoiesis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ferreira R, Ohneda K, Yamamoto M, Philipsen S.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 25 ページ: 1215-1227
• [雑誌論文] Transgenic over-expression of GATA-1 mutant lacking N-finger domain causes hemolytic syndrome in mouse erythroid cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakano M, Ohneda K, Yamamoto-Mukai H, Shimizu R, Ohneda O, Ohmura S, Suzuki M, Tsukamoto S, Yanagawa T, Yoshida H, Takakuwa Y, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Genes Cells. 10 ページ: 47-62
• [雑誌論文] Essential role of synoviolin in embryogenesis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yagishita N, Ohneda K, Amano T, Yamasaki S, Sugiura A, Tsuchimochi K, Shin H, Kawahara K, Ohneda O, Ohta T, Tanaka S, Yamamoto M, Maruyama I, Nishioka K, Fukamizau A, Nakajima T.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 280 ページ: 7909-7916
• [雑誌論文] モデル動物が切り開く造血発生研究の新展開 (2005)
  • 著者名/発表者名: 大根田絹子, 山本雅之
  • 雑誌名: 蛋白質・核酸・酵素 50 ページ: 633-637
• [雑誌論文] Identification of functional endothelial progenitor cells suitable for the treatment of ischemic tissue using human umbilical cord blood.
  • 著者名/発表者名: Nagano, M., Yamashita, T., Hamada, H., Ohneda, K., Kimura, KI., Nakagawa, T., Shibuya, M., Yoshikawa, H., Ohneda, O.
  • 雑誌名: Blood (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gata-1 self-association controls erythroid development in vivo.
  • 著者名/発表者名: Shimizu, R., Trainor, CD., Nishikawa.K., Kobayashi, M., Ohneda, K., Yamamoto M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dynamic regulation of gata factor levels is more important than their identity.
  • 著者名/発表者名: Ferreira, R., Wai, A., Shimizu, R., Gillemans, N., Rottier, R., Lindern, MV., Ohneda, K., Grosveld, F., Yamamoto, M., Philipsen S.
  • 雑誌名: Blood (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of functional endothelial progenitor cells suitable for the treatment of ischemic tissue using human umbilical cord blood.
  • 著者名/発表者名: Nagano, M., Yamashita, T., Hamada, H., Ohneda, K., Kimura, KI., Nakagawa, T., Shibuya, M., Yoshikawa, H., Ohneda, 0.
  • 雑誌名: Blood (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Gata-1 self-association controls erythroid development in vivo.
  • 著者名/発表者名: Shimizu, R., Trainor, CD., Nishikawa, K., Kobayashi, M., Ohneda, K., Yamamoto M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dynamic regulation of gata factor levels is more important than their identity.
  • 著者名/発表者名: Ferreira, R., Wai, A., Shimizu, R., Gillemans, N., Rottier, R., Lindern, MV., Ohneda, K., Grosveld, F., Yamamoto, M., Philipsen S.
  • 雑誌名: Blood (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of functional endothelial progenitor cells suitable for the treatment of ischemic tissue using human umbilical cord blood.
  • 著者名/発表者名: Nagano, M., Yamashita, T., Hamada, H., Ohneda, K., Kimura, KI., Nakagawa, T., Shibuya, M., Yoshikawa, H., Ohneda, O.
  • 雑誌名: Blood (印刷中)
• [雑誌論文] Gata-1 self-association controls erythroid development in vivo.
  • 著者名/発表者名: Shimizu, R., Trainor, CD., Nishikawa, K., Kobayashi, M., Ohneda, K., Yamamoto M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. (印刷中)
• [雑誌論文] Dynamic regulation of gata factor levels is more important than their identity.
  • 著者名/発表者名: Ferreira, R., Wai, A., Shimizu, R., Gillemans, N., Rottier, R., Lindem, MV., Ohneda, K., Grosveld, F., Yamamoto, M., Philipsen S.
  • 雑誌名: Blood (印刷中)