2016 Fiscal Year Research-status Report
光合成細菌がもつ高い抗酸化力を示す直鎖状ケト化カロテノイドの疾病予防効果の評価
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15K05577
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
原田 二朗 久留米大学, 医学部, 講師 (10373094)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 健 久留米大学, 医学部, 教授 (60274528)
溝口 正 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (90343665)
佐藤 秀明 久留米大学, 医学部, 准教授 (60271996)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 微生物応用 / 生体分子 / 生体機能利用 / 薬理学 / 糖尿病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化ストレスを原因とする肥満から発展するメタボリックシンドロームは、脳梗塞や心筋梗塞のリスクファクターとなることから、予防法の開発が急務である。我々はこれまでに、光合成細菌の直鎖型ケト化カロテノイドに優れた抗酸化能力が備わっていることを見出してきた。本研究では未だ動物実験では使われたことがない直鎖型ケト化カロテノイドを調べることで、メタボリックシンドロームの予防効果について検討する。また、直鎖型ケト化カロテノイドを投与したマウスを用いたRNAシークエンスによる遺伝子発現の網羅的解析を行うことで、カロテノイドの新規有効性を見出し、その効果を検証していく。
平成28年度においては、糸状性酸素非発生型光合成細菌がもつ、糖鎖型ケト化カロテノイドにも着目した。カロテノイドは基本的に脂溶性であり、血液中では脂質体として運搬されることが予想されるが、糖鎖型カロテノイドは血中に溶け込み、それ自体で運ばれることが期待される。糸状性酸素非発生型光合成細菌Chloroflexus aurantiacusは糖鎖型ケト化カロテノイドである4-keto3’,4’-didehydro-OH-g-carotene glucosideをカロテノイド合成の最終産物とし、その中間体としても共役二重結合が異なる糖鎖型ケト化カロテノイドを合成する。しかし、この合成経路はこれまでに分かってなかった。そこで、大腸菌内での発現系を用いて候補遺伝子を調べたところ、crtB, E, I, Y遺伝子により4-keto3’,4’-didehydro-OH-g-carotene glucoside合成の中間体であるβ-caroteneの蓄積が確認された。このことにより、これらの遺伝子はこの細菌内でのカロテノイド合成系で働いていることが考えられた。現在のところ、その先の合成系についても同様に調べている。
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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
新たにChloroflexus aurantiacusがもつ糖鎖型ケト化カロテノイド4-keto3’,4’-didehydro-OH-g-carotene glucosideに着目し、その合成経路を調べる目的で、大腸菌でのこのカロテノイドの生産系の構築が軌道に乗りつつある。直鎖型ケト化カロテノイドと合わせ、今後の実験を進めていく予定である。両カロテノイドが調整出来次第、動物実験に用いていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度においては、Chloroflexus aurantiacusの4-keto3’,4’-didehydro-OH-g-carotene glucoside合成経路を調べるとともに、大腸菌においてのこの色素の生産株の作製を行っていく。その後には、直鎖型ケト化カロテノイドとともにin vitroでの実験を行っていく。さらに、これらの色素の基礎的データが揃ったら、それを踏まえたうえで動物実験を行っていく。マウスを用いた、それぞれのカロテノイドのメタボリックシンドロームに対する予防効果を調べていく。直鎖型ケト化カロテノイドの肥満防止効果と糖尿病の改善効果について検討する。肥満防止においては、食事性肥満誘発マウスを、糖尿病に関しては、２型糖尿病モデルマウスを用いて実験を行う。
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| Causes of Carryover |
「現在までの進捗状況」で示した通り、平成28年度はChloroflexus aurantiacusの4-keto3’,4’-didehydro-OH-g-carotene glucoside合成経路を調べることを新たに着手したため、今年度予定していた動物実験に用いる費用を使用しなかった。そのための研究費が次年度使用額として生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度には、直鎖型ケト化カロテノイドと糖鎖型ケト化カロテノイドの抗酸化能力の測定と動物体内への吸収効率の検討を研究計画に入れており、その費用として用いる。
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[Journal Article] Characterising private and shared signatures of positive selection in 37 Asian populations2017
Author(s)
Liu X, Lu D, Saw WY, Shaw PJ, Wangkumhang P, Ngamphiw C, Fucharoen S, Lert-Itthiporn W, Chin-Inmanu K, Chau TN, Anders K, Kasturiratne A, de Silva HJ, Katsuya T, Kimura R, Nabika T, Ohkubo T, Tabara Y, Takeuchi F, Yamamoto K, 他16名
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Journal Title
European Journal of Human Genetics
Volume: 25
Pages: 499-508
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Significant association of RNF213 p.R4810K, a moyamoya susceptibility variant, with coronary artery disease2017
Author(s)
Morimoto T, Mineharu Y, Ono K, Nakatochi M, Ichihara S, Kabata R, Takagi Y, Cao Y, Zhao L, Kobayashi H, Harada KH, Takenaka K, Funaki T, Yokota M, Matsubara T, Yamamoto K, Izawa H, Kimura T, Miyamoto S, Koizumi A
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Journal Title
PLoS one
Volume: 12
Pages: e0175649
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A substrate-bound structure of cyanobacterial biliverdin reductase identifies stacked substrates as critical for activity2017
Author(s)
Takao H, Hirabayashi K, Nishigaya Y, Kouriki H, Nakaniwa T, Hagiwara Y, Harada J, Yamazaki T, Sakakibara Y, Suiko M, Takahashi Y, Yamamoto K, Fukuyama K, Sugishima M, Wada K
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 8
Pages: 14397
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Biochemical characterization of rhamnosyltransferase involved in biosynthesis of pectic rhamnogalacturonan I in plant cell wall2017
Author(s)
Uehara Y, Tamura S, Maki Y, Yagyu K, Mizoguchi T, Tamiaki H, Imai T, Ishii T, Ohashi T, Fujiyama K, Ishimizu T
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Journal Title
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 486
Pages: 130-136
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A microfluidic-based protein crystallization method in 10 micrometer-sized crystallization space2016
Author(s)
Maeki M, Yamazaki S, Pawate SA, Ishida A, Tani H, Yamashita K, Sugishima M, Watanabe K, Tokeshi M, Kenis PJA, Miyazaki M
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Journal Title
CrystEngComm
Volume: 18
Pages: 7722-7727
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Identification of rs671, a common variant of ALDH2, as a gout susceptibility locus2016
Author(s)
Sakiyama M, Matsuo H, Nakaoka H, Yamamoto K, Nakayama A, Nakamura T, Kawai S, Okada R, Ooyama H, Shimizu T, Shinomiya N
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 25360
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Genomic landscape of esophageal squamous cell carcinoma a Japanese population2016
Author(s)
Sawada G, Niida A, Uchi R, Hirata H, Shimamura T, Suzuki Y, Shiraishi Y, Chiba K, Imoto S, Takahashi Y, Iwaya T, Sudo T, Hayashi T, Takai H, Kawasaki Y, Matsukawa T, Eguchi H, Sugimachi K, Tanaka F, Suzuki H, Yamamoto K, 他23名
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Journal Title
Gastroenterology
Volume: 150
Pages: 1171-1182
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Understanding of HLA-conferred susceptibility to chronic hepatitis B infection requires HLA genotyping-based association analysis2016
Author(s)
Nishida N, Ohashi J, Khor SS, Sugiyama M, Tsuchiura T, Sawai H, Hino K, Honda M, Kaneko S, Yatsuhashi H, Yokosuka O, Koike K, Kurosaki M, Izumi N, Korenaga M, Kang JH, Tanaka E, Taketomi A, Eguchi Y, Sakamoto N, Yamamoto K, 他17名
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 24767
DOI
Peer Reviewed
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