ゲノムに局在するユビキチン様修飾分子Ufm1による生活習慣病防御機構の解明

• Project/Area Number: 16H06221
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Environmental physiology(including physical medicine and nutritional physiology)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 渡部 昌 北海道大学, 医学研究院, 講師 (10632424)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥25,090,000 (Direct Cost: ¥19,300,000、Indirect Cost: ¥5,790,000); Fiscal Year 2019: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2018: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2017: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2016: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: Ufm1 / ゲノム / クロマチン / ユビキチン様修飾分子

Outline of Annual Research Achievements

①質量分析によるUFM1化タンパク質の同定：前年度に質量分析により多数同定したUFM1化タンパク質候補について、細胞内でのUFM1化のさらなる検証を行い、実際にUFM1化を受けていることを確認した。
②UFM1化タンパク質に関する細胞生物学的解析：UFM1化を受ける分子の中に脂質メディエーターの制御因子が含まれていたため、関連する細胞生物学的解析を行った。
③ChIP-seq解析の条件検討：前年度に条件検討を行っていた、ChIP-seq解析サンプルの調製方法を元に、実際にサンプルを調製し次世代シークエンサーによるデータ取得、および下流の解析を行った。しかし、有意なピークを得ることができないという結果となった。相互相関解析によりChIPサンプルの質を検討したところ、”marginal”または”failed”という結果となり、サンプルの質が不良であることがわかった。この結果はポジティブコントロールとして用いたRNAポリメラーゼIIに対する抗体で行ったChIPサンプルでも同様の結果であった。これまで次世代シークエンサーによるデータ取得前に、qPCRによる解析で既知の結合部位および非結合部位での増幅の有無を確認することで条件検討を行っていたが、この時は既知の結合部位で増幅していること、非結合部位で増幅していないことを確認できていた。したがってライブラリ作製時のゲノムDNA断片の長さなどに問題があったと考えられたため、対策として、再度のクロマチン断片化、ライブラリ調整時のChIP DNA断片化の条件の検討を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

計画していたChIP-seq実験が難航している。

Strategy for Future Research Activity

ChIP-seq解析における最適な条件を決定し、解析を行う。次世代シークエンサーによるデータ取得はコストがかかるため、これまでは一般的な条件検討の手法である既知の結合部位に対するChIP-qPCR解析で最適化を行っていた。しかし、この条件で実際に次世代シークエンサーによるデータ取得を行ってみるとサンプルの質が悪いという結果となっている。今後はChIP-qPCRで最適化しつつ、次世代シークエンサーによるデータ取得も交えて条件を決定したい。

Research Products

• [Journal Article] Brain-Derived Neurotrophic Factor Improves Limited Exercise Capacity in Mice With Heart Failure. (2018)
  • Author(s): Matsumoto Junichi、et al. Hatakeyama Shigetsugu、Matsumoto Masaki、Nakayama Keiichi I.、Otsuka Yutaro、Sabe Hisataka、Tsutsui Hiroyuki、Anzai Toshihisa
  • Journal Title: Circulation Volume: 138 Pages: 2064-2066
  • DOI: 10.1161/circulationaha.118.035212
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Loss of TRIM29 alters keratin distribution to promote cell invasion in squamous cell carcinoma. (2018)
  • Author(s): Yanagi T, Watanabe M, Hata H, Kitamura S, Imafuku K, Yanagi H, Homma A, Wang L, Takahashi H, Shimizu H, Hatakeyama S.
  • Journal Title: Cancer Research Volume: 78 Pages: 6795-6806
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-18-1495
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutations in bassoon in individuals with familial and sporadic progressive supranuclear palsy- like syndrome. (2018)
  • Author(s): Yabe I, Yaguchi H, Kato Y, Miki Y, Takahashi H, Tanikawa S, Shirai S, Takahashi I, Kimura M, Hama Y, Matsushima M, Fujioka S, Kano T, Watanabe M, Nakagawa S, Kunieda Y, Ikeda Y, Hasegawa M, Nishihara H, Ohtsuka T, Tanaka S, Tsuboi Y, Hatakeyama S, Wakabayashi K, Sasaki H
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Pages: 819-819
  • DOI: 10.1038/s41598-018-19198-0
  • NAID: 120006377499
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Anti-Sez6l2 antibody detected in a patient with immune-mediated cerebellar ataxia inhibits complex formation of GluR1 and Sez6l2 (2018)
  • Author(s): Yaguchi, H., Yabe, I., Takahashi, H., Watanabe, M., Nomura, T., Kano, T., Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • Journal Title: Journal of Neurology Volume: 265 Pages: 962-965
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sez6l2 regulates phosphorylation of ADD and neuritogenesis. (2017)
  • Author(s): Yaguchi, H., Yabe, I., Takahashi, H., Watanabe, M., Nomura, T., Kano, T., Matsumoto, M., Nakayama, K.I., Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 494 Pages: 234-241
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.10.047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fine-tuning of thymocyte development by ubiquitination-mediated stability control of the ESCRT protein CHMP5. (2017)
  • Author(s): Watanabe, M. and Hatakeyama, S.
  • Journal Title: Cell. Mol. Immunol. Volume: 14 Pages: 957-959
  • DOI: 10.1038/cmi.2017.91
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRIM proteins and diseases (2017)
  • Author(s): Watanabe, M. and Hatakeyama, S
  • Journal Title: J. Biochem. Volume: 161 Pages: 135-144
  • DOI: 10.1093/jb/mvw087
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The novel heart-specific RING finger protein 207 regulates energy metabolism in cardiomyocytes (2016)
  • Author(s): Mizushima, W., Takahashi , H., Watanabe, M., Kinugawa, S., Matsushima, S., Takada, S., Yokota, T., Furihata, T., Matsumoto, J., Tsuda, M., Chiba, I., Nagashima, S., Yanagi, S., Matsumoto, M., Nakayama, K.I., Tsutsui, H. and Hatakeyama, S.
  • Journal Title: Journal of Molecular and Cellular Cardiology Volume: 100 Pages: 43-53
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2016.09.013
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] p53 represses the transcription of snRNA genes by preventing the formation of little elongation complex. (2016)
  • Author(s): Anwar, D., Takahashia, H., Watanabe, M., Suzuki, M., Fukuda, S., Hatakeyama, S.
  • Journal Title: BBA Gene Regulatory Mechanisms Volume: 1859 Pages: 975-982
  • DOI: 10.1016/j.bbagrm.2016.06.001
  • NAID: 120006328999
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Comprehensive identification of E3 ubiquitin ligase substrates by fusion of TUBE and ligase trapping methods. (2018)
  • Author(s): Watanabe M
  • Organizer: The 2nd GI-CoRE GSQ, GSB, & IGM JOINT SYMPOSIUM Quantum, Informatics, Biology & Medicine
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Identification of E3 ligase substrates by fusion of TR-TUBE and ligase trap methods. (2017)
  • Author(s): Watanabe M
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on the Ubiquitin Family
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The E3 ubiquitin ligase TRIM23 regulates adipocyte differentiation via stabilization of the adipogenic activator PPARγ (2016)
  • Author(s): 渡部 昌, 高橋秀尚, 畠山鎮次
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-01
  • Invited
• [Presentation] ユビキチンリガーゼTRIM23は非定型ポリユビキチン化によるPPARγの安定化を介して脂肪細胞分化を制御する (2016)
  • Author(s): 渡部 昌, 高橋秀尚, 畠山鎮次
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス （宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2016-09-27
• [Presentation] ユビキチンE3リガーゼTRIM23は非定型ポリユビキチン化によるPPARγの安定化を介して脂肪細胞分化を制御する (2016)
  • Author(s): 渡部 昌, 高橋秀尚, 畠山鎮次
  • Organizer: 第68回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-06-15
• [Presentation] ユビキチンリガーゼTRIM23はPPARγの安定化を介して脂肪細胞分化を制御する (2016)
  • Author(s): 渡部 昌, 高橋秀尚, 畠山鎮次
  • Organizer: 第89回日本内分泌学会学術総会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-04-21
• [Book] Advances in Medicine and Biology. Volume 120 (2017)
  • Author(s): Masashi Watanabe and Shigetsugu Hatakeyama
  • Total Pages: 23
  • Publisher: Nova Science Publishers