2019 Fiscal Year Research-status Report
Metabolic dynamics of vitamin K by elucidation of vitamin K side chain cleavage enzyme
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18K11056
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
廣田 佳久 芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (70724277)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ビタミンK / 側鎖切断機構 / 誘導体研究 / ゲノム編集 / プロテオミクス解析 / トランスクリプトーム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビタミンKは、血液凝固や骨形成に重要な役割を担っている。ヒトが主に食事から摂取するビタミンKはPKであるが、組織中に存在するビタミンKの大部分はMK-4である。申請者は、これまでにPKが、小腸で側鎖が切断され中間体MDとなり、組織中でUBIAD1によってMK-4に変換され様々な生理活性を示すことを科学的に証明した。しかし、MDへの側鎖切断機構は明らかでなく、「ビタミンK代謝ダイナミクス」の全容は未だ明らかでない。そこで、本研究ではビタミンKの代謝機構の理解を目指し、以下を実施している。①網羅的解析および新規ビタミンK誘導体による効果的な側鎖切断酵素の探索と同定、②側鎖切断酵素欠損細胞やマウスを用いた生体内ビタミンK代謝機構の解明。本研究の成果より、MK-4への変換機構が解明できれば、ビタミンKが生体内で代謝変換される意義が明らかになることが期待される。
申請者はこれまでに、①の網羅的解析に多くの時間を要した。磁気ビーズを融合した新規ビタミンK誘導体を作成し、標的組織から単離したタンパク質と反応させ、免疫沈降法を行った。その後、2次元電気泳動法により、コントロールと比較を行いMALDI-TOF/TOFを用いて目的タンパク質の探索・同定研究を行った。また、新学術領域「ゲノム支援」からトランスクリプトーム解析の支援を受けた。側鎖切断反応を受けるビタミンKと受けないビタミンK誘導体を投与したマウスから、小腸上皮細胞を単離し次世代シークエンサーを用いたオミクス解析を行った。その結果、複数のたんぱく質を取得し、非常に重要と考えられるタンパク質を見い出した。次年度は、目的タンパク質の機能解析を細胞・動物レベルで評価する。
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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
3年を計画していた本研究だが、予定よりも1年早いペースで研究が進んでいる。
現在、見い出された目的タンパク質の機能解析に注力するとともに、新学術領域「ゲノム支援」によりサポート頂いた、トランスクリプトーム解析の結果をもとに、さらに研究を進めていく。また、国際・国内学会において本年度は多く発表することができ、国際論文も複数発表出来たため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に則って、さらに現在の研究を進めるとともに、遺伝組み換え動物および腸内細菌フリーの動物を用いて最終的な目的酵素の関与を評価する。
さらに、同時に論文化を進めて、出来るだけ早く採択されるように準備する。
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[Journal Article] Generation of novel genetically modified rats to reveal the molecular mechanisms of vitamin D actions.2020
Author(s)
Nishikawa M, Yasuda K, Takamatsu M, Abe K, Okamoto K, Horibe K, Mano H, Nakagawa K, Tsugawa N, Hirota Y, Horie T, Hinoi E, Okano T, Ikushiro S, Sakaki T.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 10
Pages: 5677
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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