2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K07220
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松村 欣宏 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20375257)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 脂肪細胞 / エピゲノム / 糖代謝 / ヒストンメチル化 / ヒストンアセチル化 / ヒストン脱メチル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体は外的環境変化に直面すると、シグナル伝達を介してDNAメチル化やヒストン翻訳後修飾（メチル化、アセチル化、リン酸化）などのエピゲノムを変化させ、環境変化に適応する。外的環境を介したエピゲノム制御の破綻は、様々な疾病の発症と関係する。脂肪細胞は全身のエネルギー代謝を司り、生活習慣病の発症に深く関与する。しかし過栄養などの外的環境がどのようなメカニズムで脂肪細胞のエピゲノムを変化させ、細胞の機能を喪失させるかは明らかではない。白色脂肪細胞のモデルである3T3-L1細胞を用い、高グルコース負荷時の遺伝子発現変化、エピゲノム変化、細胞機能を解析した。高グルコース下での分化誘導刺激では、脂肪細胞分化のマスター転写因子であるC/EBPαとPPARγにおいて、転写抑制に働くエピゲノム修飾H3K9トリメチルが脱メチル化され、遺伝子発現が誘導された。また、その下流の糖代謝に関わる遺伝子群では転写抑制に働く別のH3K9ジメチルが脱メチル化され、遺伝子発現が誘導され、糖代謝と脂肪蓄積の亢進がみられた。一方、低グルコース下では、C/EBPαとPPARγのH3K9トリメチルの脱メチル化と遺伝子発現の誘導が起こったが、糖代謝に関わる遺伝子群のH3K9ジメチルの脱メチル化と遺伝子発現誘導は抑制されていた。糖代謝に関わる遺伝子群のH3K9ジメチルの脱メチル化に関わるヒストン脱メチル化酵素を明らかにするために、siRNAによるスクリーニングを行った。ヒストン脱メチル化酵素KDM3AとKDM3Bのダブルノックダウンにより、糖代謝に関わる遺伝子群の発現誘導が抑制された。
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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
外的環境によるエピゲノム制御として、脂肪細胞において糖代謝に関わる遺伝子群におけるH3K9ジメチルの脱メチル化を見出すことに成功した。また、siRNAによるスクリーニング実験から、糖代謝に関わる遺伝子群のエピゲノム制御に、ヒストン脱メチル化酵素KDM3AとKDM3Bが関与することを見出した。1年目、2年目の研究により、本研究目的の約2/3は達成されており、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
クロマチン免疫沈降実験により、ヒストン脱メチル化酵素KDM3AとKDM3Bの遺伝子局在を明らかにする。高グルコースとKDM3A, KDM3Bを介したエピゲノム制御のメカニズムを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
（理由）当該年度に予定していた次世代シークエンス解析の一部を、次年度に行うことになった。
（使用計画）細胞培養器具、分子生物学試薬、生化学試薬、次世代シークエンサー試薬の購入に使用する。また成果発表旅費に使用する。
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[Journal Article] Histone demethylase JMJD1A coordinates acute and chronic adaptation to cold stress via thermogenic phospho-switch.2018
Author(s)
Yohei Abe, Yosuke Fujiwara, Hiroki Takahashi, Yoshihiro Matsumura, Tomonobu Sawada, Shuying Jiang, Ryo Nakaki, Aoi Uchida, Noriko Nagao, Makoto Naito, Shingo Kajimura, Hiroshi Kimura, Timothy F. Osborne, Hiroyuki Aburatani, Tatsuhiko Kodama, Takeshi Inagaki, Juro Sakai
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 9
Pages: 1566
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Cold stress-induced phosphorylated histone demethylase JMJD1A re-writes epigenetic memory for adaptive thermogenesis.2017
Author(s)
Yosuke Fujiwara, Yohei Abe, Hiroki Takahashi, Yoshihiro Matsumura, Tomonobu Sawada, Ryo Nakaki, Aoi Uchida, Noriko Nagao, Hiroyuki Aburatani, Tatsuhiko Kodama, Takeshi Inagaki, Juro Sakai
Organizer
The 72nd Fujihara Seminar
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