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転写環境の破綻によるATP量の変動が惹起する先天性心疾患発症機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaCrosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites
Project/Area Number 26116718
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

二村 圭祐  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00462713)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords転写 / 心発生 / エピジェネティクス / 心臓発生 / 転写制御 / 代謝制御
Outline of Annual Research Achievements

心臓は胚発生において最初に発生する器官であり発生初期から拍動を開始し死ぬまで拍動を続けるため、組織量あたり最もATPを生産し、かつ消費する。さらに、心臓発生において1本のheart tubeがloopingと呼ばれる複雑な形態形成運動を行なうことで心臓の形が作られるため、その運動のエネルギー源としてATPが適切な量あることが必須である。しかし、ATP産生関連遺伝子を大量に発現させる転写機構については明らかになっていない。我々は、これまでにヒストンメチル化酵素Whsc1がATP産生関連遺伝子の発現制御に関係しているデータを得ている。昨年度においては、Whsc1がRNAポリメラーゼIIのローディング量の制御に関係することを見出した。そこで当該年度においては、Whsc1のゲノムワイドな結合領域を同定し、Whsc1のゲノムへの結合に関係する候補転写因子の探索を行った。その結果、Whsc1結合領域には転写因子Nrf2の結合モチーフがよく見られることがわかった。さらに、胎仔心臓において、Whsc1はNrf2と相互作用することを明らかにした。このことから、Whsc1は転写因子Nrf2によって標的遺伝子座にリクルートされていることが示唆された。

現在までの達成度
これまでに得られた結果から、Whsc1は転写因子Nrf2と相互作用し、標的遺伝子領域に結合していることが示唆された。Whsc1欠損心筋細胞ではATP産生関連遺伝子の転写開始点付近においてヌクレオソーム構造が不安定化し、RNAポリメラーゼIIのローディング量が増加し、標的遺伝子の転写量が増加していることが考えられる。まだ、論文投稿には至っていないが、Whsc1を中心としたATP量を制御する新規な遺伝子発現制御機構を明らかにできる可能性があると考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Elucidating the mechanisms of transcription regulation during heart development by next-generation sequencing.2016

    • Author(s)
      Nimura K, Kaneda Y
    • Journal Title

      J Hum Genet

      Volume: 61 Issue: 1 Pages: 5-12

    • DOI

      10.1038/jhg.2015.84

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CRISPR/Cas9-mediated gene knockout of NANOG and NANOGP8 decreases the malignant potential of prostate cancer cells.2015

    • Author(s)
      Kawamura N, Nimura K, Nagano H, Yamaguchi S, Nonomura N, Kaneda Y
    • Journal Title

      Oncotarget

      Volume: 6 Pages: 22361-74

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Endogenous mesenchymal stromal cells in bone marrow are required to preserve muscle function in mdx mice.2015

    • Author(s)
      Fujita R, Tamai K, Aikawa E, Nimura K, Ishino S, Kikuchi Y, Kaneda Y.
    • Journal Title

      Stem Cells

      Volume: 33(3) Issue: 3 Pages: 962-975

    • DOI

      10.1002/stem.1900

    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Differences in histone modifications between slow- and fast-twitch muscle of adult rats and following overload, denervation, or valproic acid administration.2015

    • Author(s)
      Kawano F, Nimura K, Ishino S, Nakai N, Nakata K, Ohira Y
    • Journal Title

      J Appl Physiol

      Volume: 119 Issue: 10 Pages: 1042-52

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00289.2015

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Histone H3 lysine 36 methyltransferase Whsc1 promotes the association of Runx2 and p300 in the activation of bone-related genes.2014

    • Author(s)
      Lee Y F, Nimura K (corresponding author), Lo W N, Saga K, Kaneda Y
    • Journal Title

      PLoS One.

      Volume: 4 Issue: 9 Pages: e106661-e106661

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0106661

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Regulation of alternative polyadenylation by Nkx2-5 and Xrn2 during heart development2015

    • Author(s)
      Keisuke Nimura
    • Organizer
      Cardiovascular regenerative medicine
    • Place of Presentation
      アメリカ ベセスダ
    • Year and Date
      2015-08-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 心発生におけるATP産生の基盤となる 転写環境の解明2014

    • Author(s)
      二村圭祐
    • Organizer
      転写代謝システム班会議
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-07-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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