2015 Fiscal Year Annual Research Report
クロマチン変換による代謝リプログラミングの分子基盤
| Project Area | Crosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites |
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| Project/Area Number |
23116009
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
中尾 光善 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (00217663)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 代謝調節 / クロマチン / 遺伝子発現 / リジン脱メチル化 / フラビン / 脂肪細胞 / 肝癌細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エピジェネティクス機構は、刺激の受容で行われる短期応答、そして、刺激が消失した後にも刺激を受容した記憶を維持する長期応答を通して、遺伝子制御に働いている。他方、転写不活性なクロマチンに位置する遺伝子は、刺激に対して不応になり得る。この転写環境としてのエピゲノム制御には、DNAメチル化とクロマチンの形成が関わり、代謝恒常性の維持と破綻に重要な役割を果たしている。本研究では、生命素子と転写環境の観点から、DNAおよびリジン残基のメチル化・脱メチル化によるクロマチン変換に着目した研究を行い、代謝のリプログラミングの分子基盤を解明することを目的とした。LSD1ファミリーは、ヒストンH3の4番目リジン残基の脱メチル化酵素であり、生命素子のひとつであるフラビン（FAD）がその酵素活性に不可欠である。
本研究によって、LSD1が脂肪細胞でエネルギー消費を抑制し、脂肪蓄積を促進する新規の機序を明らかにした。この成果に基づいて、27年度には、肝癌細胞においてLSD1が好気的解糖と低酸素誘導性の転写因子HIFの安定化を維持していることを報告した。LSD1阻害によって、好気的解糖からミトコンドリア呼吸にシフトすることが分かった。また、もうひとつのファミリー分子であるLSD2が、肝癌細胞で脂肪代謝に重要な役割を果たすことが判明した。エピジェネティクス機構の観点から、代謝リプログラミングと病態における新しい知見を提示し、その作動原理と生命活動における意義について解明を進めた
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Lysine-specific demethylase-1 contributes to malignant behavior by regulation of invasive activity and metabolic shift in esophageal cancer2016
Author(s)
K. Kosumi, Y. Baba, T. Ishimoto, A. Sakamoto, K. Harada, J. Kurashige, Y. Hiyoshi, M. Iwatsuki, S. Iwagami, Y. Miyamoto, Y. Sakamoto, N. Yoshida, M. Watanabe, S. Hino, M. Nakao, and H. Baba.
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Journal Title
Int. J. Cancer
Volume: 138
Pages: 428-439
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] H3K4/H3K9me3 bivalent chromatin domains targeted by lineage-specific DNA methylation pauses adipocyte differentiation2015
Author(s)
Y. Matsumura, R. Nakaki, T. Inagaki, A. Yoshida, Y. Kano, H. Kimura, T. Tanaka, S. Tsutsumi, M. Nakao, T. Doi, K. Fukami, T.F. Osborne, T. Kodama, H. Aburatani, and J. Sakai.
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Journal Title
Mol. Cell
Volume: 60
Pages: 584-596
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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