細胞の増殖分化に関わる遺伝子発現制御と核内構造の時空間的解析
平成１７−１８年度
細胞の増殖・分化における核内構造体の形成機構と機能の解析
平成１９−２０年度

核内構造体形成とSUMO化修飾　

セミインタクト細胞を用いたin situ SUMOylation assay法を新規に確立し、細胞内のタンパク質SUMO化を可視化した。核膜孔、PMLボディに加え、核小体、セントロソーム、ミッドボディに活発なSUMO化活性が存在することを見いだし、SUMO修飾が細胞核や体細胞分裂の制御に関わる可能性を提唱した。本研究内容はExp. Cell Res.(2006)に報告した。

核内構造を基盤とした遺伝子発現制御機構

マウスES細胞の神経分化過程における、細胞核とクロマチンのダイナミックな変動を見いだした。分化とともに特異的に抑制されるOct 3/4-MHC遺伝子座のヒストン修飾、DNAメチル化などの解析により、細胞の未分化性の維持や細胞系譜の決定に核内構造体によるエピジェネティックな制御が役割を果たしている可能性を見いだした。本研究内容はDev. Biol. (2006)に報告した。

細胞周期に依存した抑制クロマチンの構築と次世代への継承

発生において各細胞系譜が固有の遺伝子発現様式を獲得、維持することは重要で、ポリコームグループタンパク質によるヒストンH3K27トリメチル修飾を介した遺伝子の抑制が役割を果たす。ポリコーム抑制複合体(PRC)が相互作用する抑制クロマチンの構築と、次世代細胞へ継承にPRC因子が関わる機序と、その欠失により細胞周期の制御への異常を見いだした。本研究内容はJ. Biol. Chem.(2008)に報告した。

核膜孔タンパク質がかかわる核内構造体形成機序の解明

核膜孔タンパク質RanBP2によるタンパク質SUMO化修飾が、複数の核内構造体の形成に関与する分子機序を解析した。また、細胞の分化、発生、がん化に関わる遺伝子について、RNAのプロセッシングを含めた発現様式に関わる機序を調べた。

表論文リスト：

1. Saitoh, N., Uchimura, U., Tachibana, T., Sugahara, S., Saitoh, H. and Nakao, M. In situ SUMOylation analysis reveals a modulatory role of RanBP2 in the nuclear rim and PML bodies. Exp. Cell Res., 312:1418-1430 (2006)
2. Aoto, T., Saitoh, N., T. Ichimura, Niwa, H., and Nakao, M. Nuclear and chromatin reorganization in the MHC-Oct3/4 locus at developmental phases of embryonic stem cell differentiation. Dev. Biol., 208, 354-367 (2006)
3. Ueda, Y., Watanabe, S., Tei, S., Saitoh, N., Kuratsu, J.I., Nakao, M. High mobility group protein HMGA1 inhibits retinoblastoma protein-mediated cellular G0 arrest. Cancer Sci., 98, 1893-1901 (2007)
4. Aoto, T., Saitoh, N., Sakamoto, Y., Watanabe, S., Nakao, M. Polycomb group-associated chromatin is reproduced in post-mitotic G1 phase and required for S-phase progression. J. Biol. Chem., 283, 18905-18915(2008)
5. Liu, L., Ishihara, K., Ichimura, T, Fujita, N., Hino, S., Tomita, S., Watanabe, S., Saitoh, N., Ito, T., Nakao, M. MCAF1/AM is involved in Sp1-mediated maintenance of cancer-associated telomerase activity. J. Biol, Chem., in press
6. Saitoh, N., Uchimura, Y., Tachibana, T., Sugahara, S., Saitoh, H. and Nakao, M. In situ SUMOylation analysis reveals a modulatory role of RanBP2 in the nuclear rim and PML bodies. Exp. Cell Res., 312: 1418-1430 (2006)
7. Ueda, Y., Watanabe, S., Tei, S., Saitoh, N., Kuratsu, J. and Nakao, M. The high mobility group protein HMGA1 inhibits retinoblastoma protein-mediated cellular G0 arrest. Cancer Sci., 98: 1893-1901 (2007)
8. Aoto, T., Saitoh, N., Sakamoto, Y., Watanabe, S. and Nakao, M. Polycomb group protein-associated chromatin is reproduced in post-mitotic G1 phase and required for S phase progression. J. Biol. Chem., 283, 18905-18915(2008)
9. Saitoh, N., Uchimura, Y., Tachibana, T., Sugahara, S., Saitoh, H. and Nakao, M. In situ SUMOylation analysis reveals a modulatory role of RanBP2 in the nuclear rim and PML bodies. Exp. Cell Res., 312: 1418-1430 (2006)