2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Crosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites |
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| Project/Area Number |
23116004
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
深水 昭吉 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60199172)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 秀和 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90450402)
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| Project Period (FY) |
2011-07-25 – 2016-03-31
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| Keywords | 線虫 / S-adenosylmethionine / メチオニン代謝 / メチル化 / 転写 / LC-MS/MS / 寿命 / 栄養 |
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| Research Abstract |
本計画研究では、代謝と転写環境をつなぐ生命素子の１つとして、メチル化修飾反応のメチル基供与体であるSAMに着目している。SAMは生体内において、必須アミノ酸であるメチオニンとATPからSAM合成酵素 (線虫ではSAMS [SAM synthetase]、哺乳類ではMAT [methionine adenosyltransferase]) を介して生成されることから、「食餌・栄養の摂取」や「メチオニン代謝サイクル」などがSAM量を規定する律速段階であると予想される。この可能性を線虫を用いて検証すると共に、SAM量の変動がメチル化修飾を介して転写環境、さらには個体機能に与える影響についても解析を進めてきた。具体的には、平成２５年度は、以下の３つの柱に関して研究を行ってきた。
［１］栄養・食餌・メチオニン代謝サイクルがSAM生成量に与える影響：メチオニン及びSAM定量系に関して、HPLCやLC-MS/MSを用いた定量系の確立に成功した。
［２］SAM合成経路がメチル化修飾に与える影響：メチオニン制限条件下において、線虫のタンパク抽出液を調製し、ヒストンのメチル化修飾レベルを解析した。その結果、メチオニン制限によって特定の修飾が減弱する事を見いだした。
［３］メチル化修飾による転写環境の構築と個体機能制御：アルギニンメチル基転移酵素PRMT-1の活性制御メカニズムについて解析を行い、活性を制御する候補遺伝子を同定した。
SAMを起点として、代謝反応と転写環境を一体として捉えることにより、メチオニン代謝と転写調節のクロストーク制御機構について解析を行った。特に、研究を進める上で必須である代謝物の定量実験に関して、線虫抽出物からの定量系の確立に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた「メチオニン及びSAM定量系の確立」はすでに完了した。LC-MS/MSを用いた分析化学的解析法により、SAM等の代謝物量の定量に成功したことの意義は大きい。また、RNAiスクリーニングにも着手し、候補因子を見いだすなど研究は順調に進行しており、今後の成果が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
「メチオニン及びSAM定量系の確立」に関してはすでに完了しているので、平成２６年度以降は分析対象を他の修飾基供与体や補酵素に拡大し、代謝物とタンパク質修飾・個体機能との接点を探る。今後は以下の３点について研究を進める。
［I］生体における生命素子の分析技術の確立
［II］栄養及び環境ストレスが生命素子の生成と修飾反応に与える影響
［III］メチル化修飾による転写環境の構築と個体機能制御
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[Presentation] Functional analysis for histidine protein methyltransferase in Caenorhabditis elegans.2013
Author(s)
Ishihara, S., Hirota, K., Kako, K., Tanaka, Y., Daitoku, H. Takahashi, Y. and Fukamizu, A.
Organizer
International Symposium on Transcription and Metabolism
Place of Presentation
兵庫（淡路夢舞台国際会議場）
Year and Date
20131111-20131113
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