2020 Fiscal Year Research-status Report
Comprehensive analysis of 3D nuclear gene position involved in malignant transformation of hypoxic cancer
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18KK0233
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
中山 恒 旭川医科大学, 医学部, 教授 (10451923)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷本 幸介 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (60611613)
谷水 直樹 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (00333386)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | 低酸素応答 / 遺伝子発現 / 染色体構造 / 代謝酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
網羅的な遺伝子の核内配置を明らかにするために必要な、低酸素処理細胞標本の大規模な調製を行った。低酸素培養時間は短期（６時間）と長期（４８時間）の二条件を用いて、クロマチン構造変化が低酸素のどのようなタイミングで起こるのかを明らかにできるよう準備した。さらに、クロマチン構造変化を引き起こす原動力となることが予想されるヒストンのメチル化修飾に関して、公共データベースより既存の大規模データを取得して、それらの通常酸素と低酸素条件間での比較解析を実施した。その結果、短期と長期の低酸素環境で特異的に変化するヒストンメチル化様式を特定した。この解析に加えて、乳がん細胞株における低酸素下での遺伝子の発現量の変化を、既存のmRNA-seqデータベースより得たデータの再解析により同定して、ヒストンのメチル化状態の変化に対応して発現量が変化する遺伝子領域のしぼり込みを進めた。また、これと並行してピルビン酸脱水素酵素PDHの役割の検証を進めた。乳がん細胞でPDHをノックダウン（KD）すると、乳がんの増殖が有意に抑制された。この時、PDH-KD乳がん細胞においてヒストンアセチル化レベルが全般的に減少していることが明らかになった。がんの増殖抑制が、ヒストンアセチル化の低下に起因しているのかを明らかにするために、PDH-KD乳がん細胞に、酵素活性を有する野生型PDH、酵素活性を欠失した変異型PDH、ならびに、核内に移行できない変異型PDHを導入したレスキュー細胞の樹立を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルス感染拡大に伴う、研究制限・海外渡航制限のため、海外共同研究者と共同で実施する必要のある画像取得とデータ解析が実施できなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
代謝酵素遺伝子の網羅的な核内配置のイメージングデータの取得を進める。さらに、すでに明らかにしている、低酸素下での核内配置の変化を示す遺伝子19個に着目して、その分子機序の解析を進める。エピジェネティック制御のうち、ヒストンのアセチル化とメチル化に着目して、低酸素培養により有意に変化を示す様式を特定して、その修飾を担う酵素をノックダウンすることにより、核内配置が変化するのかを明らかにする。海外渡航制限により遅れが生じている部分の解析は、海外共同研究機関との間で大規模データをやりとりできるサーバー等を利用して、オンラインを通じた実施を試行する。イメージング顕微鏡の利用に関しては、サンプル調製までを行い、制限が解けた時点で速やかにデータ取得に努める。
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| Causes of Carryover |
海外渡航が制限され、海外研究機関と共同で行う解析が実施できなかったため。
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