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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Analysis of nucleolus-mitochondria network regulated by epigenetic factors

Research Project

Project/Area Number 18H02618
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

中尾 光善  熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (00217663)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsエピゲノム / 核小体 / ミトコンドリア / 遺伝子 / クロマチン / 代謝
Outline of Annual Research Achievements

細胞のエネルギー代謝恒常性には、多様な環境下におけるエネルギーの合成と消費のバランスが重要である。その大半は、細胞質側のミトコンドリアでATPが合成され、核側の核小体によるリボソーム形成とタンパク質合成でATPが消費されている。このバランスを制御する機序については不明な点が多いが、これらに関わる遺伝子発現がエピゲノムによって協調的に調節されている可能性がある。本研究では、核小体とミトコンドリアの連動性に着目し、新規のエピゲノム制御機構を明らかにすることを目的とした。
具体的には、特異的なsiRNAライブラリーと各種細胞株(がん細胞株、線維芽細胞)を用いて、単独阻害で核小体とミトコンドリアの構造・機能がともに変化する15分子を選出し、その機能解析、相互作用(複合体)の解析、ChIP-Seqによる標的遺伝子の網羅的解析を実施した。とくに、ヒストンH4K20モノメチル化酵素SETD8/PR-Set7が細胞老化に関連して、核小体とミトコンドリアに関わる遺伝子群の発現を調節し、代謝リモデリングにおける役割を報告した。また、ヒストンH3K4脱メチル化酵素LSD1が骨格筋分化において、またLSD2が褐色脂肪細胞・ベージュ細胞の分化において、エピゲノムとミトコンドリアを連動させる新たな因子であることを解明した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

エピゲノムとミトコンドリアを機能的に連結する因子について、新知見を得ている。とくに、ヒストンH4K20メチル化酵素SETD8/PR-Set7およびヒストンH3K4脱メチル化酵素LSD1/LSD2など、細胞制御とミトコンドリア機能に関わる遺伝子群の発現を調節する機序に関する最先端の研究成果が出ているため。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、当初の計画以上に進展してきたため、今後も引き続き研究を推進する。

  • Research Products

    (29 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 10 results) Book (5 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Leicester大学/Cambridge大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Leicester大学/Cambridge大学
  • [Int'l Joint Research] 国立衛生学研究所/Texas大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      国立衛生学研究所/Texas大学
  • [Int'l Joint Research] Novartis Pharma AG(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      Novartis Pharma AG
  • [Int'l Joint Research] Cologne大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Cologne大学
  • [Int'l Joint Research] Khon Kaen大学(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      Khon Kaen大学
  • [Journal Article] Lysine-specific demethylase-2 is distinctively involved in brown and beige adipogenic differentiation2019

    • Author(s)
      R. Takase, S. Hino, K. Nagaoka, K. Anan, K. Kohrogi, H. Araki, Y. Hino, A. Sakamoto, T. B. Nicholson, T. Chen and M. Nakao.
    • Journal Title

      FASEB J.

      Volume: 33 Pages: 5300-5311

    • DOI

      10.1096/fj.201801422RR

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mesenchymal actomyosin contractility is required for androgen-driven mouse urethral masculinization2019

    • Author(s)
      A.R. Acebedo, K. Suzuki, S. Hino, M.C. Alcantara, H. Haga, K. Matsumoto, M. Nakao, K. Shimamura, T. Taeko, N. Nakagata, S. Miyagawa, R. Nishinakamura, R.S Adelstein, and G. Yamada.
    • Journal Title

      Commun. Biol.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0336-3

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Endocrine therapy-resistant breast cancer model cells are inhibited by soybean glyceollin I through Eleanor non-coding RNA2018

    • Author(s)
      T. Yamamoto, C. Sakamoto, H. Tachiwana, M. Kumabe, T. Matsui, T. Yamashita, M. Shinagawa, K. Ochiai, N. Saitoh, and M. Nakao.
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 8 Pages: 15202

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33227-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cancer navigation strategy for endocrine therapy-resistant breast tumors2018

    • Author(s)
      M. Nakao, S. Fujiwara, and H. Iwase.
    • Journal Title

      Trends Cancer

      Volume: 4 Pages: 404-407

    • DOI

      10.1016/j.trecan.2018.04.005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] LSD1 mediates metabolic reprogramming by glucocorticoids during myogenic differentiation2018

    • Author(s)
      K. Anan, S. Hino, N. Shimizu, A. Sakamoto, K. Nagaoka, R. Takase, K. Kohrogi, H. Araki, Y. Hino, S. Usuki, S. Oki, H. Tanaka, K. Nakamura, F. Endo, and M. Nakao.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res.

      Volume: 46 Pages: 5441-5454

    • DOI

      10.1093/nar/gky234

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Maternal undernutrition during early pregnancy in rats inhibits postnatal growth of hindlimb bones in the offspring by alteration of chondrogenesis2018

    • Author(s)
      T. Kimura, K. Hino, T. Kono, A. Takano, N. Nitta, N. Ushio, S. Hino, R. Takase, M. Kudo, Y. Daigo, W. Morita, M. Nakao, M. Nakatsukasa, T. Tamagawa, and J. Udagawa.
    • Journal Title

      Gen. Comp. Endocrinol.

      Volume: 260 Pages: 58-66

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2017.12.008

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 内分泌因子によるエピゲノム制御を介した骨格筋細胞の代謝リプログラミング2018

    • Author(s)
      阿南浩太郎、日野信次朗、高瀬隆太、興梠健作、荒木裕貴、中尾光善
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会(ワークショップ:ユビキチンonクロマチン)
    • Invited
  • [Presentation] エピゲノム因子によるミトコンドリア機能と細胞制御2018

    • Author(s)
      阿南浩太郎、田中宏、井形朋香、荒木裕貴、日野信次朗、中尾光善
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会(ワークショップ:筋ミトコンドリア研究の新展開)
    • Invited
  • [Presentation] エピジェネティクスゲノミクス研究における最近の進歩2018

    • Author(s)
      中尾光善
    • Organizer
      第19回日本分子脳神経外科学会
    • Invited
  • [Presentation] The role of LSD1 family proteins in energy metabolism and pathophysiology2018

    • Author(s)
      M. Nakao
    • Organizer
      International Symposium on Epigenome 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] エピゲノム因子による細胞老化と病態の分子基盤2018

    • Author(s)
      中尾光善
    • Organizer
      第29回フォーラム・イン・ドージン(細胞と個体の老化生物学-科学は不老長寿に迫れるか)
    • Invited
  • [Presentation] Cancer navigation strategy in endocrine therapy-resistant breast cancer2018

    • Author(s)
      M. Nakao
    • Organizer
      The 34th International Kumamoto Medical Bioscience Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] エピゲノムからDOHaD説を科学する2018

    • Author(s)
      中尾光善
    • Organizer
      第17回生殖バイオロジー東京シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] エネルギー代謝とその病態に関わるエピゲノム記憶2018

    • Author(s)
      中尾光善
    • Organizer
      The 5th Diabetes Research Innovation Symposium 2018
    • Invited
  • [Presentation] Epigenetic remodeling of energy metabolism and cancer2018

    • Author(s)
      M. Nakao
    • Organizer
      Special Seminar in Khon Kaen University
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] あなたと私はどうして違う? 体質と遺伝子のサイエンス2018

    • Author(s)
      中尾光善
    • Organizer
      日本臨床栄養協会レベルアップセミナー
    • Invited
  • [Book] 早産児,低出生体重児の成長と発達のみかた-出生からAYA世代まで-2019

    • Author(s)
      中尾光善
    • Total Pages
      301
    • Publisher
      東京医学社
  • [Book] 遺伝子医学MOOK別冊(最新遺伝医学研究と遺伝カウンセリング)2019

    • Author(s)
      阿南浩太郎、中尾光善
    • Total Pages
      304
    • Publisher
      メディカル・ドゥ
  • [Book] 生化学2019

    • Author(s)
      阿南浩太郎、日野信次朗、中尾光善
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      日本生化学会
  • [Book] 環境とエピゲノム―からだは環境によって変わるのか?―2018

    • Author(s)
      中尾光善
    • Total Pages
      192
    • Publisher
      丸善出版
  • [Book] 実験医学別冊(がん不均一性を理解し、治療抵抗性に挑む がんはなぜ進化するのか?再発するのか?)2018

    • Author(s)
      藤原沙織、中尾光善
    • Total Pages
      199
    • Publisher
      羊土社
  • [Remarks] 熊本大学発生医学研究所

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 浮遊性細胞のリアルタイム測定トレイと測定装置、ならびにそれを用いた測定方法2018

    • Inventor(s)
      中尾光善;日野信次朗;興梠健作;岩佐 卓哉;熊谷 聡士
    • Industrial Property Rights Holder
      中尾光善;日野信次朗;興梠健作;岩佐 卓哉;熊谷 聡士
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2018-178967
  • [Patent(Industrial Property Rights)] グリセオリンIの作用機序とその利用2018

    • Inventor(s)
      山本達郎;立齋藤典子;中尾光善;松井利郎;井手剛;落合孝次
    • Industrial Property Rights Holder
      山本達郎;立齋藤典子;中尾光善;松井利郎;井手剛;落合孝次
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2018-192177

URL: 

Published: 2019-12-27  

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