マウスDNAトポイソメラーゼIIαの細胞周期制御における役割に関する分子遺伝学

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14033207
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 関水 和久 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (90126095)
• 研究分担者: 伊藤 貴浩 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (00323452) ; 秋光 信佳 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (40294962)
• キーワード: DNAトポイソメラーゼ / 遺伝子ノックアウトマウス / マウス初期胚 / ICRF-193 / RNAi / アポトーシス / カスパーゼ / HeLa細胞

研究概要

マウスDNAトポイソメラーゼIIαの細胞周期制御における役割に関する分子遺伝学
マウスの細胞における染色体DNAの高次構造を調べることは、技術的障壁のため、達成できていない。染色体DNAの構造がより単純であると考えられる、酵母細胞のDNAをファックスで分析した。DNAトポイソメラーゼIIの温度感受性変異株を用い、静止期から増殖期に入る段階において、本酵素が機能していることを示唆する結果を得ている。
一方、DNAトポイソメラーゼIIα遺伝子のRNAiを発現させたHeLa細胞においても、マウス初期胚で観察されたような、不完全な核の分離形態が観察され、DNAトポイソメラーゼIIα活性低下による核の形態異常は、発生初期胚に限らず、普遍的な現象であることが明らかになった。さらに本研究においては、DNAトポイソメラーゼIIαの活性低下により発生を停止した初期肺細胞において、アポトーシスが誘導されることを明らかにした。阻害剤を用いた実験から、この過程がカスパーゼの活性化を経由していることが判明した。
現在、マウス細胞のG0期からS期への移行に必要な、DNAトポイソメラーゼII依存に発現する遺伝子については、東京大学大学院医学研究科の岡山博人、神野茂樹両博士の協力を得て、解析中である。すでに、c-mycやc-fosを含むimmdiate ealy遺伝子の発現抑制が、DNAトポイソメラーゼIIα阻害によるG0期からS期への移行の阻害の原因ではないことが明らかになっている。現在、Rbのリン酸化の役割について焦点をあてて検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Hossain et al.: "ICRF-193, a catalytic inhibitor of DNA topoisomerase II, inhibits re-entry into the cell division cycle form quiescent state in mammalian cells"Gene to Cells. 7. 285-294 (2002)
• [文献書誌] Katsuta, et al.: "Embryonic lethality of mutant mice deficient in the p116 gene"J. Biochem. 131. 833-837 (2002)
• [文献書誌] Akimitsu et al.: "Enhanced cytokinesis without complete nuclear division in embryonic cells depleting the activity of DNA topoisomerase IIα"Gene to Cells. (in press). (2003)
• [文献書誌] Fukuma et al.: "A role of the Duffy antigen for the maintenance of plasma chemokine concentrations"Biochem Biophys Res Commun. (in press). (2003)