研究報告書 エピジェネティクス制御される神経幹細胞の動態解析

等, 誠司  ,  HITOSHI, Seiji

2015-05-26
内容記述
科学研究費補助金研究成果報告書
研究種目: 基盤研究(B)
研究期間: 2012~2014
課題番号: 24300136
研究代表者: 等 誠司(滋賀医科大学・医学部・教授)
We have investigated the function of Gcm1 and 2, which catalyze the active demethylation of DNA, and Rnf20, a histone H2B ubiquitylation factor, in the maintenance and differentiation of neural precursor cells. We found that Gcm genes upregulate the expression of GFAP, through the demethylation of its promoter DNA. We also revealed that Rnf20 is expressed in most but not all neural precursor cells and is indispensable for the cell cycle progression and differentiation. The knockdown of Rnf20 in neural precursor cells lengthened their cell cycle through the action of p57kip2 and Cdk2. Furthermore, we demonstrate that Rnf20 controls differentiation of neural precursor cells through the promotion of Fezf1 and Fezf2 expression, which suppress the Notch signaling pathway. Our data suggest that Rnf20 could be a bifunctional gene that regulates both the differentiation status and cell cycle length of neural precursor cells.
神経幹細胞の性質変化を司るエピジェネティクス解明を目的として、Gcm1/2およびRnf20遺伝子の機能を解析した。Gcm1/2発現によって神経前駆細胞がGFAP強陽性になること、それにはGFAP遺伝子のプロモーターDNAのメチル化率の減少が重要であることが分かった。一方、ヒストンH2BのE3ユビキチンリガーゼであるRnf20のノックダウンによって、神経幹細胞の未分化性が亢進するとともに細胞周期が延長し、分化のタイミングが遅れることが判明した。ChIP-seq法による網羅的エピゲノム解析により、Rnf20が発現修飾して神経幹細胞の未分化性維持や細胞周期の制御に関わる遺伝子群を明らかにした。
We have investigated the function of Gcm1 and 2, which catalyze the active demethylation of DNA, and Rnf20, a histone H2B ubiquitylation factor, in the maintenance and differentiation of neural precursor cells. We found that Gcm genes upregulate the expression of GFAP, through the demethylation of its promoter DNA. We also revealed that Rnf20 is expressed in most but not all neural precursor cells and is indispensable for the cell cycle progression and differentiation. The knockdown of Rnf20 in neural precursor cells lengthened their cell cycle through the action of p57kip2 and Cdk2. Furthermore, we demonstrate that Rnf20 controls differentiation of neural precursor cells through the promotion of Fezf1 and Fezf2 expression, which suppress the Notch signaling pathway. Our data suggest that Rnf20 could be a bifunctional gene that regulates both the differentiation status and cell cycle length of neural precursor cells.
神経幹細胞の性質変化を司るエピジェネティクス解明を目的として、Gcm1/2およびRnf20遺伝子の機能を解析した。Gcm1/2発現によって神経前駆細胞がGFAP強陽性になること、それにはGFAP遺伝子のプロモーターDNAのメチル化率の減少が重要であることが分かった。一方、ヒストンH2BのE3ユビキチンリガーゼであるRnf20のノックダウンによって、神経幹細胞の未分化性が亢進するとともに細胞周期が延長し、分化のタイミングが遅れることが判明した。ChIP-seq法による網羅的エピゲノム解析により、Rnf20が発現修飾して神経幹細胞の未分化性維持や細胞周期の制御に関わる遺伝子群を明らかにした。
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http://repository.shiga-med.ac.jp/dspace//bitstream/10422/11931/1/24300136.pdf

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