分化シグナルによる細胞周期制御機構

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 13043058
• 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: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 山口 政光 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00182460)
• 研究分担者: 伊藤 雅信 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (60221082) ; 廣瀬 富美子 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 助教授 (60208882)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2005
• キーワード: ショウジョウバエ / 転写因子 / 分子細胞生物学 / 複製関連遺伝子 / 翻訳開始因子 / クロマチン免疫沈降法 / 細胞分化 / 細胞増殖

研究概要

本研究では、発生工学的手法と遺伝学的手法を用いることが容易なショウジョウバエをモデル実験系として用い、増殖シグナルによるDNA複製関連遺伝子の発現誘導の機構と、分化シグナルによる発現抑制の機構を、分子生物学的、細胞生物学的及び遺伝学的手法を用いて解明し、増殖と分化を統合的に制御するシステムを明らかにすることを目的とした。研究期間中にショウジョウバエの転写因子DREFの標的遺伝子として新たに、eIF4a遺伝子とskpA遺伝子を同定した。eIF4aは翻訳開始因子であり、またSkpAはユビキチンリガーゼを制御するSCF複合体の構成因子である。このことは、増殖に伴うタンパク質代謝回転の活発化にDREFが重要な役割を果たしていることを示唆する。一方DREF結合配列(DRE)をおとりとして、酵母one-hybridスクリーニングを行ない、DREに結合する因子のcDNAクローニングを試みた。その結果DREFの他にCutが結合因子として同定された。Cutは3つのホメオドメインと1つのCutドメインというそれぞれ独立して機能しうる4つのDNA結合ドメインを持つユニークな転写因子であり、形態形成過程における細胞運命決定因子のひとつとしても知られている。Cutがin vitroでDREに結合しうることを、ショウジョウバエKc細胞核抽出液と抗Cut抗体を用いたゲルシフトアッセイにより示した。ショウジョウバエS2細胞に二本RNAを導入してDREFをノックダウンするとPCNAプロモーター活性が低下するが、Cutをノックダウンすると逆にPCNAプロモーター活性が上昇した。このことはCutが、DREFに対して拮抗的に作用し、PCNAプロモーター活性に抑制的に働いていることを示唆する。また抗DREF抗体と抗Cut抗体を用いたクロマチン免疫沈降法により、増殖中の細胞では、主としてDREFがゲノム上のPCNAプロモーター領域に結合し、一方βエクダイソンにより増殖停止して分化が誘導された細胞では主としてCutがPCNAプロモーター領域に結合していることが示唆された。この細胞分化に伴うDREFからCutへの乗り換え現象は、増殖と分化の切り換えの仕組みを考える上でも重要な発見である。

研究成果

• [雑誌論文] Complex interference in the eye developmental pathway by Drosophila NF-YA. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka, Y., Suyari, O., Yamada, M., Ohno, K., Hayashi, Y., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genesis 45 ページ: 21-31
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Prevalence of full-size P and KP elements in North America populations of Drosophila melanogaster. (2007)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., Takeuchi, N., Yamaguchi, M., Yamamoto, M., Boussy, I., A.
  • 雑誌名: Genetica (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dynamic Changes in the Subcellular Localization of Drosophila β-Sarcoglycan during the Cell Cycle. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, R., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Complex interference in the eye developmental pathway by Drosophila NF-YA. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka, Y., Suyari, 0., Yamada, M., Ohno, K., Hayashi, Y., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genesis 45 ページ: 21-31
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Prevalence of full-size P and KP elements in North America populations of Drosophila melanogaster. (2007)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., Takeuchi, N., Yamaguchi, M., Yamamoto, M., Boussy, I., A.
  • 雑誌名: Genetica (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dynamic Changes in the Subcellular Localization of Drosophila D-Sarcoglycan during the Cell Cycle. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, R., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila Damaged DNA Binding Protein 1 contributes to genome stability in somatic cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shimanouchi, K., Takata, K., Yamaguchi, M., Murakami, S., Ishikawa, G., Takeuchi, R., Kanai, Y., Ruike, T., Nakamura, R., Abe, Y., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: J. Biochem. 139 ページ: 51-58
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Antagonistic regulation of the Drosophila PCNA gene promoter by DREF and Cut. (2006)
  • 著者名/発表者名: Seto, H., Hayashi, Y., Kwon, E., Taguchi, O., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genes to Cells 11 ページ: 499-512
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genetic link between β-sarcoglycan and the Egfr signaling pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, R., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 348 ページ: 212-221
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Drosophila Distal-less negatively regulates dDREF by inhibiting its DNA binding activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Y., Kato, M., Seto, H., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta. 1759 ページ: 359-366
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of the Drosophila skpA gene as a novel target of the transcription factor DREF. (2006)
  • 著者名/発表者名: Thao, D.T.P., Ida, H., Yoshida, H., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Exp. Cell Res. 312 ページ: 3641-3650
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Antagonistic regulation of the Drosophila PCNA gene promoter by DREF and Cut. (2006)
  • 著者名/発表者名: Seto, H., Hayashi, Y., Kwon, E., Taguchi, 0., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genes to Cells 11 ページ: 499-512
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Genetic link between ^-sarcoglycan and the Egfr signaling pathway. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, R., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 348 ページ: 212-221
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Alternative splicing regulates the transcriptional activity of Drosophila heat shock transcription factor in response to heat/cold stress. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujikake, N., Nagai, Y., Popiel H.A., Kano, H., Yamaguchi, M., Toda, T.
  • 雑誌名: FEBS letter 579 ページ: 3842-3848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of the Drosophila orc2 gene by the DREF pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okudaira, K., Ohno, K., Yoshida, H., Asano, M., Hirose, F., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta. 1732 ページ: 23-30
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of the Drosophila orc2 gene by the DREF pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okudaira, K., Ohno, K., Yoshida, H., Asano, M., Hirose, F., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Acta. 1732 ページ: 23-30
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Redox regulation of DNA binding activity of DREF in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi, T.-Y., Park, S.Y., Kang, H.-S., Cheong, J.-H., Kim, H.-D., Lee, B.L., Hirose, F., Yamaguchi, M., Yoo, M.-A.
  • 雑誌名: Biochem. J. 378 ページ: 833-838
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Drosophila damaged DNA binding protein 1 (D-DDB1) is an essential factor for development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Yoshida, H., Yamaguchi, M., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Genetics 168 ページ: 855-865
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genetic Link between p53 and genes required for formation of the zonula adeherens junction. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M., Hirose, F., Inoue Y.H., Ohno, K., Yoshida, H., Hayashi, Y., Deak, P., Matsukage, A.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 95 ページ: 436-441
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phenotypic stability of the P-M system in wild populations of Drosophila melanogaster. (2004)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., Fukui, T., Kitamura, M., Uenoyama, T., Watada, M., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genes Genet. Syst. 79 ページ: 9-18
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of the Drosophila caudal homeobox gene by the DRE/DREF system. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi, Y.-J., Choi, T.-Y., Yamaguchi, M., Matsukage, A., Kim.Y.-S., Yoo, M.-A.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 3734-3742
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] DREF is required for EGFR signaling during Drosophila wing vein development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, H., Kwon, E., Hirose, F., Otsuki, K., Yamada, M., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genes to Cells 9 ページ: 935-944
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Armadillo/ Pangolin regulates PCNA and DREF promoter activities. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kwon E., Hayashi, Y., Otsuki, K., Hirose, F., Nishida, Y., Yoo, M.-A., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Acta. 1679 ページ: 256-262
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Damaged DNA binding protein 1 in Drosophila defense reactions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Shimanouchi, K., Yamaguchi, M., Murakami, S., Ishikawa, G., Takeuchi, R., Kanai, Y., Ruike, T., Nakamura, R., Abe, Y., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 323 ページ: 1024-1031
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of dRFX2, a novel RFX family protein in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, K., Hayashi, Y., Kato, M., Yoshida, H., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 5636-5648
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Damaged DNA binding protein 1 in Drosophila defense reactions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Shimanouchi, K., Yamaguchi, M., Murakami, S., Ishikawa, G., Takeuchi, R., Kanai, Y., Ruike, T., Nakamura, R., Abe, Y., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 1024-1031
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transcription control of a gene for Drosophila transcription factor, DREF by DRE and cis-elements conserved between Drosophila melanogaster and virilis. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kwon, E., Seto, H., Hirose, F., Ohshima, N., Takahashi, Y., Nishida, Y., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Gene 309 ページ: 101-116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Prevention of polyglutamine oligomerization and neurodegeneration by the peptide inhibitor QBP1 in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nagai, Y., Fujikake, N., Ohno, K., Higashiyama, H., Popiel, H.A., Rahadian, J., Yamaguchi, M., Strittmatter, W.J., Burke, J.R., Toda, T.
  • 雑誌名: Hum. Mol. Genet. 12 ページ: 1253-1260
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Tandem duplication of alkaline phosphatase genes and polymorphism in the intergenic sequence in Bombyx mori. (2003)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., Inoue, T., Kanamori, Y., Nishida, S., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Mol. Gen. Genomics 270 ページ: 114-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Prevention of poly glutamine oligomerization and neurodegeneration by the peptide inhibitor QBP1 in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nagai, Y., Fujikake, N., Ohno, K., Higashiyama, H., Popiel, H.A., Rahadian, J., Yamaguchi, M., Strittmatter, W.J., Burke, J.R., Toda, T.
  • 雑誌名: Hum. Mol. Genet 12 ページ: 1253-1260
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of ter94, Drosophila VCP, as a modulator of polyglutamine-induced neurodegeneration. (2002)
  • 著者名/発表者名: Higashiyama, H., Hirose, F., Yamaguchi, M., Inoue, Y.H., Fujikake, N., Matsukage, A., Kakizuka, A.
  • 雑誌名: Cell Death and Differentiation 9 ページ: 264-273
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Caudal homeodomain protein activates Drosophila E2F gene expression. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hwang, M.-S., Kim, Y.-S., Choi, N.-H., Park, J.-H., Oh, E.-J., Kwon, E.-J., Yamaguchi, M., Yoo, M.-A.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 30 ページ: 5029-5035
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Drosophila Mi-2 negatively regulates dDREF by inhibiting its DNA-binding activity. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hirose, F., Ohshima, N., Kwon, E.-J., Yoshida, H., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 22 ページ: 5182-5193
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of the Drosophila raf proto-oncogene by the transcription factor dE2F. (2001)
  • 著者名/発表者名: Kwon, E.-J., Oh, E.-J., Kim, Y.-S., Hirose, F., Ohno, K., Nishida, Y., Matsukage, A., Yamaguchi, M., Yoo.M.-A.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 29 ページ: 1808-1814
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ectopic expression of BEAF32A in the Drosophila eye imaginal disc inhibits differentiation of photoreceptor cells and induces apoptosis. (2001)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M., Yoshida, H., Hirose, F., Inoue, Y.H, Hayashi, Y., Yamagishi, M., Nishi, Y., Tamai, K., Sakaguchi, K., Matsukage, A.
  • 雑誌名: Chromosoma 110 ページ: 313-321
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Overexpression of DREF in the Drosophila wing imaginal disc induces apoptosis and a notching wing phenotype. (2001)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, H., Inoue, Y.H., Hirose, F., Sakaguchi, K., Matsukage, A., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genes to Cells 6 ページ: 877-886
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ectopic expression of DREF induces DNA synthesis, apoptosis and unusual morphogenesis in the Drosophila eye imaginal disc : possible interaction with Plycomb and trithorax group proteins. (2001)
  • 著者名/発表者名: Hirose, F., Ohshima, N., Shiraki, M., Inoue, Y.H., Taguchi, O., Nishi, Y., Matsukage, A., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 21 ページ: 7231-7242
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Drosophila mitochondrial transcription factor A : Characterization of its cDNA and expression pattern during development. (2001)
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Yoshida, H., Hirose, F., Yamaguchi, M., Kai, M., Oshige, M., Sakimoto, I., Koiwai, O., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 287 ページ: 474-483
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nearest neighbor analysis of MCM protein complexes in Drosophila melanogaster. (2001)
  • 著者名/発表者名: Crevel, G., Ivetic, A., Ohno, K., Yamaguchi, M., Cotterill, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 29 ページ: 4834-4842
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ectopic expression of BEAF32A in the Drosophila eye imaginal disc inhibits differentiation of photoreceptor cells and induces apoptosis. (2001)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M., Yoshida, H., Hirose, F., Inoue, Y.H, Hayashi, Y., Yamagishi, M., Nishi, Y., Tamai, K., Sakaguchi, K., Matsukage, A.
  • 雑誌名: Chromosoma. 110 ページ: 313-321
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ectopic expression of DREF induces DNA synthesis, apoptosis and unusual morphogenesis in the Drosophila eye imaginal disc : possible interaction with Plycomb and trithorax group proteins. (2001)
  • 著者名/発表者名: Hirose, F., Ohshima, N., Shiraki, M., Inoue, Y.H., Taguchi, 0.Nishi, Y., Matsukage, A., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 21 ページ: 7231-7242
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila mitochondrial transcription factor A : Characterization of its cDNA and expression pattern during development. (2001)
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Yoshida, H., Hirose, F., Yamaguchi, M., Kai, M., Oshige, M., Sakimoto, I., Koiwai, 0., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 287 ページ: 474-483
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nearest neighbour analysis of MCM protein complexes in Drosophila melanogaster. (2001)
  • 著者名/発表者名: Crevel, G., Ivetic, A., Ohno, K., Yamaguchi, M., Cotterill, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 29 ページ: 4834-4842
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 増殖因子下流でのDNA複製の制御.ゲノムの複製と分配(松影昭夫・正井久雄編) (2002)
  • 著者名/発表者名: 山口 政光
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: シュプリンガーフェアラーク東京
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 増殖関連遺伝子の制御機構.発生における細胞増殖制御(竹内隆・岸本健雄編) (2002)
  • 著者名/発表者名: 山口 政光
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: シュプリンガーフェアラーク東京
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より