거핵구는 조혈모세포 (HSCs)의 분화를 통해서 만들어지는 혈액세포 중 하나이며 성숙 단계를 거쳐서 혈액 응고 작용에 중요한 역할을 수행하는 세포인 혈소판을 생성할 수 있다. 조혈모세포의 거핵구 분화 과정 동안 다양한 유전자들의 전사체 발현이 변화한다고 알려져 있지만 이러한 변화들이 어떠한 분자적 메커니즘을 통해서 발생하는지에 대해서 아직까지 명확하게 밝혀지지 않은 점이 많다. 본 논문에서는 거핵구 분화 과정에서 RepID에 의한 CUL4A-JARID1A 복합체의 유도기작에 대해 연구하였다. 본 연구자는 RepID가 결핍된 Erythroleukemia 세포인 K562 ...
거핵구는 조혈모세포 (HSCs)의 분화를 통해서 만들어지는 혈액세포 중 하나이며 성숙 단계를 거쳐서 혈액 응고 작용에 중요한 역할을 수행하는 세포인 혈소판을 생성할 수 있다. 조혈모세포의 거핵구 분화 과정 동안 다양한 유전자들의 전사체 발현이 변화한다고 알려져 있지만 이러한 변화들이 어떠한 분자적 메커니즘을 통해서 발생하는지에 대해서 아직까지 명확하게 밝혀지지 않은 점이 많다. 본 논문에서는 거핵구 분화 과정에서 RepID에 의한 CUL4A-JARID1A 복합체의 유도기작에 대해 연구하였다. 본 연구자는 RepID가 결핍된 Erythroleukemia 세포인 K562 세포주 (K562 RepID KO)에서 거핵구 분화 마커들이 증가하는 현상을 확인했다. 거핵구 분화 유도 약물인 PMA를 사용하여 실제로 거핵구 분화를 유도했을 때 K562 RepID KO 세포주에서 K562 WT 세포주보다 거핵구 분화가 빠르게 진행되었다. 이를 종합해 볼 때 RepID와 RepID에 의해서 염색질로 유도되는 CRL4가 DAB2 전사체 발현을 억제함과 동시에 거핵구 분화를 억제할 것으로 판단된다. 거핵구 분화 동안 RepID와 CUL4A의 전사체 발현량과 단백질의 양, 염색질 결합력이 감소했으나, CUL4B는 거핵구 분화 동안 오히려 증가했다. 이는 CRL4B가 아닌 CRL4A가 RepID와 함께 DAB2 전사체 발현과 거핵구 분화를 억제한다고 볼 수 있다. 본 연구자는 RepID와 CRL4A에 의한 DAB2 전사체 발현 억제 메커니즘을 밝히기 위해서 연구를 수행하였고 그 결과, DAB2 전사체 발현 억제는 핵 내부에서 형성된 후 RepID에 의해 염색질로 유도되는 CUL4A-JARID1A 복합체에 의해서 발생한다는 사실을 확인했다. RepID에 의해 DAB2 promoter에 위치한 JARID1A는 Heterochromatin 형성을 유도함으로써 DAB2 전사체 발현을 억제했다. 거핵구 분화 동안 CUL4A-JARID1A 복합체는 염색질에서 분리되었으며 DAB2 promoter의 염색질 구조가 Euchromatin으로 변형되어 전사체 발현이 증가했다. K562 RepID KO 세포주에서는 핵 내부에서 형성된 CUL4A-JARID1A 복합체를 염색질로 유도할 RepID가 결핍되었기 때문에 DAB2 promoter의 Heterochromatin화를 유도할 수 없고, 그 결과 DAB2 전사체 발현이 증가하여 거핵구 분화가 가속화되었다. 본 연구 결과를 통해서 RepID에 의해 DAB2 promoter로 유도되는 새로운 복합체인 CUL4A-JARID1A 복합체의 존재와 거핵구 분화 과정에서 DAB2 전사체의 발현 조절 메커니즘을 새롭게 제시하였다. 본 논문은 혈소판 형성 유도기작에 대해서 분자 생물학적 관점으로 기여할 것으로 기대된다.
거핵구는 조혈모세포 (HSCs)의 분화를 통해서 만들어지는 혈액세포 중 하나이며 성숙 단계를 거쳐서 혈액 응고 작용에 중요한 역할을 수행하는 세포인 혈소판을 생성할 수 있다. 조혈모세포의 거핵구 분화 과정 동안 다양한 유전자들의 전사체 발현이 변화한다고 알려져 있지만 이러한 변화들이 어떠한 분자적 메커니즘을 통해서 발생하는지에 대해서 아직까지 명확하게 밝혀지지 않은 점이 많다. 본 논문에서는 거핵구 분화 과정에서 RepID에 의한 CUL4A-JARID1A 복합체의 유도기작에 대해 연구하였다. 본 연구자는 RepID가 결핍된 Erythroleukemia 세포인 K562 세포주 (K562 RepID KO)에서 거핵구 분화 마커들이 증가하는 현상을 확인했다. 거핵구 분화 유도 약물인 PMA를 사용하여 실제로 거핵구 분화를 유도했을 때 K562 RepID KO 세포주에서 K562 WT 세포주보다 거핵구 분화가 빠르게 진행되었다. 이를 종합해 볼 때 RepID와 RepID에 의해서 염색질로 유도되는 CRL4가 DAB2 전사체 발현을 억제함과 동시에 거핵구 분화를 억제할 것으로 판단된다. 거핵구 분화 동안 RepID와 CUL4A의 전사체 발현량과 단백질의 양, 염색질 결합력이 감소했으나, CUL4B는 거핵구 분화 동안 오히려 증가했다. 이는 CRL4B가 아닌 CRL4A가 RepID와 함께 DAB2 전사체 발현과 거핵구 분화를 억제한다고 볼 수 있다. 본 연구자는 RepID와 CRL4A에 의한 DAB2 전사체 발현 억제 메커니즘을 밝히기 위해서 연구를 수행하였고 그 결과, DAB2 전사체 발현 억제는 핵 내부에서 형성된 후 RepID에 의해 염색질로 유도되는 CUL4A-JARID1A 복합체에 의해서 발생한다는 사실을 확인했다. RepID에 의해 DAB2 promoter에 위치한 JARID1A는 Heterochromatin 형성을 유도함으로써 DAB2 전사체 발현을 억제했다. 거핵구 분화 동안 CUL4A-JARID1A 복합체는 염색질에서 분리되었으며 DAB2 promoter의 염색질 구조가 Euchromatin으로 변형되어 전사체 발현이 증가했다. K562 RepID KO 세포주에서는 핵 내부에서 형성된 CUL4A-JARID1A 복합체를 염색질로 유도할 RepID가 결핍되었기 때문에 DAB2 promoter의 Heterochromatin화를 유도할 수 없고, 그 결과 DAB2 전사체 발현이 증가하여 거핵구 분화가 가속화되었다. 본 연구 결과를 통해서 RepID에 의해 DAB2 promoter로 유도되는 새로운 복합체인 CUL4A-JARID1A 복합체의 존재와 거핵구 분화 과정에서 DAB2 전사체의 발현 조절 메커니즘을 새롭게 제시하였다. 본 논문은 혈소판 형성 유도기작에 대해서 분자 생물학적 관점으로 기여할 것으로 기대된다.
Megakaryocytes (MKs) are one of the blood cell formed by differentiation from the hematopoietic stem cells (HSCs). Megakaryocyte can produce platelet that play an important role in hemostasis through the maturation stage. Megakaryocyte differentiation is regulated by dynamic alterations of the gene ...
Megakaryocytes (MKs) are one of the blood cell formed by differentiation from the hematopoietic stem cells (HSCs). Megakaryocyte can produce platelet that play an important role in hemostasis through the maturation stage. Megakaryocyte differentiation is regulated by dynamic alterations of the gene expression pattern. However, molecular mechanisms that regulate gene expression pattern during megakaryocyte differentiation remain unclear. Of interest, larger cell size and multinucleated cells are observed in RepID (DCAF14, PHIP, BRWD2)-deficient K562 cells and megakaryocyte differentiation marker genes expression is higher than normal K562 cells. Especially, DAB2 (DOC-2) transcription, which is known to increase during megakaryocyte differentiation is upregulated in RepID-deficient K562 cells. These features are megakaryocyte differentiation’s markers and suggest possibility of megakaryocyte differentiation in RepID-deficient K562 cells. Of interest, megakaryocyte differentiation rate in RepID-deficient K562 cells is faster than normal K562 cells when induced megakaryocyte differentiation by phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) treatment. Moreover, RepID and CUL4A transcriptions are downregulated during megakaryocyte differentiation. These results imply that DAB2 transcription and megakaryocyte differentiation are inhibited by RepID and CRL4A. In the absence of RepID, chromatin configuration of DAB2 promoter region is modified to euchromatin and these results imply that RepID and CRL4A can downregulate DAB2 transcription by chromatin modifications. It is confirmed that these modifications occurred by CUL4A-JARID1A complex. CUL4A forms complex with JARID1A which is H3K4 demethylase in nucleus. CUL4A-JARID1A complex is recruited to DAB2 promoter region by RepID and promotes heterochromatin formation. This complex is dissociated from DAB2 promoter during megakaryocyte differentiation. CUL4A-JARID1A complex dissociation promotes euchromatin formation in DAB2 promoter region and increases DAB2 transcription. RepID-deficient K562 cells cannot recruit CUL4A-JARID1A complex to chromatin because there is no RepID to perform recruitment. As a result, DAB2 promoter region forms euchromatin and DAB2 transcription is upregulated. Upregulated DAB2 transcription accelerates megakaryocyte differentiation in RepID-deficient K562 cells. My results reveal novel mechanistic insights into the dynamics of RepID-mediated complex-based megakaryocyte differentiation. These findings are expected to form the basis for the development of new therapeutic approaches to induce platelet production.
Megakaryocytes (MKs) are one of the blood cell formed by differentiation from the hematopoietic stem cells (HSCs). Megakaryocyte can produce platelet that play an important role in hemostasis through the maturation stage. Megakaryocyte differentiation is regulated by dynamic alterations of the gene expression pattern. However, molecular mechanisms that regulate gene expression pattern during megakaryocyte differentiation remain unclear. Of interest, larger cell size and multinucleated cells are observed in RepID (DCAF14, PHIP, BRWD2)-deficient K562 cells and megakaryocyte differentiation marker genes expression is higher than normal K562 cells. Especially, DAB2 (DOC-2) transcription, which is known to increase during megakaryocyte differentiation is upregulated in RepID-deficient K562 cells. These features are megakaryocyte differentiation’s markers and suggest possibility of megakaryocyte differentiation in RepID-deficient K562 cells. Of interest, megakaryocyte differentiation rate in RepID-deficient K562 cells is faster than normal K562 cells when induced megakaryocyte differentiation by phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) treatment. Moreover, RepID and CUL4A transcriptions are downregulated during megakaryocyte differentiation. These results imply that DAB2 transcription and megakaryocyte differentiation are inhibited by RepID and CRL4A. In the absence of RepID, chromatin configuration of DAB2 promoter region is modified to euchromatin and these results imply that RepID and CRL4A can downregulate DAB2 transcription by chromatin modifications. It is confirmed that these modifications occurred by CUL4A-JARID1A complex. CUL4A forms complex with JARID1A which is H3K4 demethylase in nucleus. CUL4A-JARID1A complex is recruited to DAB2 promoter region by RepID and promotes heterochromatin formation. This complex is dissociated from DAB2 promoter during megakaryocyte differentiation. CUL4A-JARID1A complex dissociation promotes euchromatin formation in DAB2 promoter region and increases DAB2 transcription. RepID-deficient K562 cells cannot recruit CUL4A-JARID1A complex to chromatin because there is no RepID to perform recruitment. As a result, DAB2 promoter region forms euchromatin and DAB2 transcription is upregulated. Upregulated DAB2 transcription accelerates megakaryocyte differentiation in RepID-deficient K562 cells. My results reveal novel mechanistic insights into the dynamics of RepID-mediated complex-based megakaryocyte differentiation. These findings are expected to form the basis for the development of new therapeutic approaches to induce platelet production.
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