オミクス技術による生理活性化合物の生物学的評価

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Chemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity
• Project/Area Number: 23102004
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 渡辺 肇 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80212322)
• Project Period (FY): 2011-07-25 – 2016-03-31
• Keywords: エストロゲン / 生理活性 / オミクス / マウス

Research Abstract

自然界から同定される生理活性化合物は生体内で様々な生理的機能を有しており、その多様な作用から医薬、農薬等における利用が期待されている。しかしこれらの多くは生体内での標的分子や作用機構については十分な理解がされないまま残されてきている。これらの生理活性化合物をもとに高機能な化合物を開発するには、標的分子および作用機構の理解が不可欠である。そこで本研究では、ゲノミクスを中心としたオミクス技術を活用することにより、生理活性化合物の生物学的な評価を行うとともに作用機構の解明を目指すこととした。
人工エストロゲンとして知られるジエチルスチルベストロールをモデル生理活性化合物として選択肢、新生仔期のマウスに投与を行い、その長期的な影響について、雌性生殖器官をはじめとして指標とする組織において解析した。組織化学的な解析に加え遺伝子発現変化の解析を行うことにより、エストロゲン様活性の総合的な評価を行った。特に新生仔期から成体までの継時的な変化を解析することにより、一連の遺伝子発現変化の誘起に関連する因子について明らかにした。単に生理活性化合物の直接的な標的分子を明らかにするだけでなく、その後に発現が誘起される一連の遺伝子についてその変動を解析・評価することで、生理活性化合物の長期的な影響について評価できる可能性を示した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は特に問題なく予定通りに進捗している。近年、胎児期、乳幼児期の栄養環境等が、後々の成人期や老年期の生活習慣病、糖尿病などの種々の疾患の原因となっている可能性が示唆される中、エストロゲン様化学物質を新生仔期のマウスに曝露した際に成体に誘起される一連の現象は、格好のモデルとなるものであり、単に生理活性化合物の活性評価にとどまらず、長期的な視野にたって生理活性物質を評価するための有用な指針となる。

Strategy for Future Research Activity

引き続き前年度からの研究を継続すると同時に、共同研究等で生理活性物質の影響を明らかにする。提供を受けた試料についてゲノミクス解析により遺伝子発現プロファイル変化を明らかにするとともに、アフィニティービーズなどで同定された生体標的分子との整合性について検討を加える。また本領域で対象としている生理活性化合物のいくつかは細胞増殖に影響を与えることから、必要に応じて個体レベルの評価を行い、全体的な毒性影響の観点からもアプローチを行う。

Research Products

• [Journal Article] Visualization of ecdysteroid activity using a reporter gene in the crustacean, Daphnia. (2014)
  • Author(s): Asada, M., Kato, Y., Matsuura, T. and Watanabe, H.
  • Journal Title: Marine Environmental Research Volume: 93 Pages: 118-122
  • DOI: 10.1016/j.marenvres.2013.11.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular impact of juvenile hormone agonists on neonatal Daphnia magna. (2014)
  • Author(s): Toyota, K., Kato, Y., Miyakawa, H., Yatsu, R., Mizutani, T., Ogino, Y., Miyagawa, S., Watanabe, H., Nishide, H., Uchiyama, I., Tatarazako, N. and Iguchi, T.
  • Journal Title: Journal of Applied Toxicology Volume: 34 Pages: 537-544
  • DOI: 10.1002/jat.2922
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular cloning of doublesex genes of four cladocera (water flea) species. (2013)
  • Author(s): Toyota, K., Kato, Y., Sato, M., Sugiura, N., Miyagawa, S., Miyakawa, H., Watanabe, H., Oda, S., Ogino, Y., Hiruta, C., Mizutani, T., Tatarazako, N., Paland, S., Jackson, C., Colbourne, J. K. and Iguchi, T.
  • Journal Title: BMC genomics Volume: 14 Pages: 239
  • DOI: 10.1186/1471-2164-14-239
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vesnarinone suppresses TNFalpha mRNA expression by inhibiting valosin-containing protein. (2013)
  • Author(s): Hotta, K., Nashimoto, A., Yasumura, E., Suzuki, M., Azuma, M., Iizumi, Y., Shima, D., Nabeshima, R., Hiramoto, M., Okada, A., Sakata-Sogawa, K., Tokunaga, M., Ito, T., Ando, H., Sakamoto, S., Kabe, Y., Aizawa, S., Imai, T., Yamaguchi, Y., Watanabe, H. and Handa, H.
  • Journal Title: Molecular pharmacology Volume: 83 Pages: 930-938
  • DOI: 10.1124/mol.112.081935
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In Vitro Membrane Protein Synthesis Inside Cell-Sized Vesicles Reveals the Dependence of Membrane Protein Integration on Vesicle Volume. (2013)
  • Author(s): Soga, H., Fujii, S., Yomo, T., Kato, Y., Watanabe, H. and Matsuura, T.
  • Journal Title: ACS synthetic biology Volume: 0 Pages: Epub
  • DOI: 10.1021/sb400094c
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Establishment of gene knock out technology using TALEN in D.magna. (2014)
  • Author(s): 内藤彰子、中西貴士、加藤泰彦、松浦友亮、渡邉肇
  • Organizer: Daphnia Genomics Consortium MEETING 2014
  • Place of Presentation: University of Birmingham(イギリス）
  • Year and Date: 20140119-20140122
• [Presentation] The long noncoding RNA DAPALR regulates expression of the sex determining gene doublesex1 in Daphnia magna (2014)
  • Author(s): 加藤泰彦
  • Organizer: Daphnia Genomics Consortium MEETING 2014
  • Place of Presentation: University of Birmingham(イギリス）
  • Year and Date: 20140119-20140122
• [Presentation] Development of CRISPR/Cas9-mediated genome editing techinique in Daphnia magna (2014)
  • Author(s): 中西貴士
  • Organizer: Daphnia Genomics Consortium MEETING 2014
  • Place of Presentation: University of Birmingham(イギリス）
  • Year and Date: 20140119-20140122
• [Presentation] オオミジンコの性決定遺伝子 doublesex1 のプロモーター領域で発現する長鎖ノンコーディング RNAの機能解析 (2013)
  • Author(s): 加藤泰彦, 須藤優海,渡邉肇
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場他
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] 環境指標生物Daphnia magnaでのCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集技術の開発 (2013)
  • Author(s): 中西貴士, 加藤泰彦, 渡邉肇
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場他
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] CRISPR/Cas9システムを用いたDaphnia magnaのゲノム編集技術の開発 (2013)
  • Author(s): 中西貴士, 渡邉肇
  • Organizer: 第3回ゲノム編集研究会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 20131026-20131027
• [Presentation] リポソーム内部合成膜タンパク質はベシクルサイズ依存的に膜挿入される (2013)
  • Author(s): 曽我遥, 加藤泰彦, 渡邉肇,松浦友亮
  • Organizer: 第8回無細胞生命科学研究会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 20131021-20131022
• [Presentation] リポソーム内無細胞膜タンパク質合成系ヘのトランスロコンの導入 (2013)
  • Author(s): 太田直樹, 渡邉肇,松浦友亮
  • Organizer: 第8回無細胞生命科学研究会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 20131021-20131022
• [Presentation] Long noncoding RNA transcribed from sex determining gene doulesex1 promoter in the crustacean Daphnia magna. (2013)
  • Author(s): 加藤泰彦, 須藤優海,渡邉肇
  • Organizer: EMBL Symposia "Noncoding genome"
  • Place of Presentation: European Molecular Biology Laboratory(ドイツ）
  • Year and Date: 20131009-20131013
• [Presentation] オオミジンコにおけるエクジステロイト脱リン酸化酵素の機能解析 (2013)
  • Author(s): 浅田実希, 渡邉肇,加藤泰彦
  • Organizer: 日本動物学会第84回岡山大会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 20130926-20130928
• [Presentation] Comparative Ecotoxicogenomics Using Medaka, Daphnia and Algae (2013)
  • Author(s): 渡邉肇
  • Organizer: International Environmental Omics Synthesis Conference
  • Place of Presentation: カーディフ（イギリス）
  • Year and Date: 20130909-20130913
• [Presentation] Live Imaging of Daphnia magna for Growth Evaluation. (2013)
  • Author(s): 鈴木安貴子,渡邉肇
  • Organizer: 第六回日中韓大学院生フォーラム
  • Place of Presentation: 忠南大学(韓国）
  • Year and Date: 20130903-20130906
• [Presentation] 枝角目甲殻類ミジンコの環境性決定を司る幼若ホルモンの作用機構の解析 (2013)
  • Author(s): 加藤泰彦, 渡邉肇
  • Organizer: 日本進化学会第15回筑波大会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 20130828-20130830
• [Presentation] 環境によるオオミジンコの性決定機構 (2013)
  • Author(s): 加藤泰彦, 渡邉肇
  • Organizer: 生態適応グローバルCOE 生態適応セミナー
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 20130809-20130809
• [Presentation] Comparative Ecotoxicogenomics Using Medaka, Daphnia and Algae (2013)
  • Author(s): 渡邉肇
  • Organizer: ICT Seoul 2013
  • Place of Presentation: The art Coex conference center
  • Year and Date: 20130630-20130704
• [Presentation] ライブイメージングによるミジンコ成長速度定量化方法の確立 (2013)
  • Author(s): 鈴木安貴子, 加藤泰彦, 松浦友亮, 渡邉肇
  • Organizer: 第40回日本毒性学会学術年会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 20130617-20130619
• [Remarks]