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LncRNA connecting H3K27 demethylation with signal transduction cancer controls cell fate regulation.

Research Project

Project/Area Number 19H03501
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research InstitutionHamamatsu University School of Medicine

Principal Investigator

Kitagawa Masatoshi  浜松医科大学, 医学部, 教授 (50294971)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Keywords長鎖ノンコーディングRNA / エピゲノム因子 / 転写制御 / ヒストン脱メチル化 / シグナル伝達 / 遺伝子発現 / エピゲノム / 細胞運命 / 長鎖ncRNA / ヒストンメチル化
Outline of Research at the Start

がん細胞運命決定と運命転換後の状態の維持には、それを指示するシグナル伝達機構とエピジェネティックな機構の連結が必須であるが、不明な点が多い。我々は、がん細胞運命シグナルの一つであるTGF-betaシグナリングに注目し、その制御に機能する長鎖ノンコーディングRNA (lncRNA)を同定、機能解析している。本研究では特に転写活性化の促進/維持に機能するH3K27の脱メチル化にフォーカスし、その脱メチル化酵素であるKDM6A/Bと結合するlncRNAの同定と、そのlncRNAに結合する転写因子およびリンクするシグナル伝達経路を明らかにし、がん細胞運命制御における機能に迫る。

Outline of Final Research Achievements

We found ELIT-1 as a novel llncRNA induced by TGFβ and involved in epithelial-mesenchymal transition (EMT). ELIT-1 is transcriptionally induced via the TGFβ-Smad pathway. ELIT-1 binds to Smad, promotes transcription of EMT-related genes such as Snail and N-cadherin, and positively regulates EMT. Furthermore, this study demonstrated that ELIT-1 binds to an H3K27 demethylase (referred to as KDM-X). It was suggested that ELIT-1 promotes H3K27 demethylation of the target gene by promoting the recruitment of KDM-X to the promoter of the target gene in a Smad3-dependent manner, and participates in gene expression.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの研究で、ヒストン脱メチル化を含むエピゲノム修飾によるクロマチン構造制御が遺伝子の発現制御に極めて重要であることは周知の事実である。しかしながらエピゲノム因子はDNA結合能を持たず、どのようなメカニズムで遺伝子特異的なエピゲノム修飾を実行するのかは不明な点が多かった。本研究により、lncRNAが転写因子とエピゲノム因子と結合して、転写因子依存的に標的遺伝子のプロモーターへエピゲノム因子を運ぶ機能をしていることが示唆された。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Long Noncoding RNA ELIT-1 Acts as a Smad3 Cofactor to Facilitate TGFβ/Smad Signaling and Promote Epithelial-Mesenchymal Transition.2019

    • Author(s)
      Sakai S, Ohhata T, Kitagawa K, Uchida C, Aoshima T, Niida H, Suzuki T, Inoue Y, Miyazawa K, Kitagawa M.
    • Journal Title

      Cancer Res

      Volume: 79(11) Issue: 11 Pages: 2821-38

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-18-3210

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新規 lncRNA ELIT-1 は Smad3 コファクターとして TGF βシグナリング と EMT を促進する2019

    • Author(s)
      北川雅敏
    • Organizer
      第71回日本細胞生物学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Smad3の標的遺伝子へのリクルーターとして機能する新規lncRNA ELIT-12019

    • Author(s)
      北川雅敏、酒井聡、大畑樹也
    • Organizer
      第21回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] TGF βによって誘導され、TGF β-Smadシグナリングの正の制御因子として機能する新規lncRNA ELIT-12019

    • Author(s)
      北川雅敏、酒井聡、大畑樹也
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] A novel lncRNA ELIT-1 promotes Snail induction and EMT via TGFb signaling2019

    • Author(s)
      北川雅敏
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Long noncoding RNA ELIT-1 act as a Smad3 cofactor to promotes TGFbeta-Smad signaling and epithelial-mesenchymal transition2019

    • Author(s)
      Masatoshi Kitagawa, Tatsuya Ohhata, Satoshi Sakai
    • Organizer
      EMBO Workshop The Non-Coding Genome
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 浜松医科大学医学部分子生物学講座

    • URL

      https://www.hama-med.ac.jp/education/fac-med/dept/mol-biol/index.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-12-25  

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