2019 Fiscal Year Research-status Report
Study of functional evolution of steroid hormone receptor protein
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19K06734
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
勝 義直 北海道大学, 理学研究院, 教授 (00332180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
漆谷 博志 会津大学短期大学部, 食物栄養学科, 准教授 (30571301)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ステロイドホルモン / 分子進化 / 副腎ステロイド受容体 / 軟骨魚類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、「ステロイドホルモン受容体タンパク質の機能進化の解明」を目的として実施されています。ステロイドホルモン受容体は、核内受容体遺伝子スーパーファミリーに属しているホルモン依存的な転写制御因子です。そして、２つのグループである「性ステロイドホルモン受容体」と「副腎ステロイドホルモン受容体」に大別することができます。このうち「副腎ステロイドホルモン受容体」は、ヒトでは代謝・電解質制御・免疫など広範囲の生理作用に関与していることが分かっています。それでは、ヒトが持つステロイドホルモン受容体は生物進化においてどの生物の段階から出現したのでしょうか。また、ヒトで認められる受容体の生理的機能はどの生物でも同じなのでしょうか。このようなステロイドホルモン受容体それ自身と受容体が有する生理機能の成立に関わる根本的な問いかけの答えは今もって得られていません。以上のことを踏まえて、脊椎動物の進化の指標となる生物からのステロイドホルモン受容体遺伝子の単離と受容体タンパク質の機能解析を行い、「ステロイドホルモン受容体タンパク質の機能進化の解明」を目指しています。
本年度は、脊椎動物の進化の指標動物である軟骨魚類から「副腎ステロイドホルモン受容体遺伝子」の単離を試み、高等脊椎動物で認められる２種類の副腎ステロイドホルモン受容体である「鉱質コルチコイド受容体」と「糖質コルチコイド受容体」という２種類のcDNAの単離に成功しました。さらに、鉱質コルチコイド受容体に関しては、様々なステロイドホルモンに対する応答性を詳細に調べ、他の脊椎動物との比較、およびタンパク質のドメイン構造の機能についても解析を進めました。また、遺伝子発現解析を行い、生殖腺における高発現を見出しました。この結果は、これまで知られていない新たな機能を示唆する重要な知見を提供するものです。
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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
本年度は、本研究助成の1年目であり、遺伝子の単離と機能解析に取り組みました。その結果、これまで存在が確認されていなかった軟骨魚類であるゾウギンザメからの「電解質コルチコイド受容体（MR）」の単離に成功しました。さらにホルモンとの応答性を調べ、ヒトの受容体との比較をしています。興味深いことに、ヒトのMRは黄体ホルモンであるプロゲステロンによって活性化されませんが、ゾウギンザメMRはプロゲステロンにより活性化されることを見出しました。さらに、卵巣や精巣に高い遺伝子発現を示すことを発見し、これまで知られていないMRの新たな生理機能を予想させる大きな進展を見せています。以上の結果は、論文として報告しており高い評価を得ています。これらの達成は本研究推進にとって非常に有用な成果を提供しており、次年度の研究進めるための大きな原動力となります。これらのことから「おおむね順調に進展している」と評価しています。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果として軟骨魚類であるゾウギンザメから副腎ステロイド受容体の一つである電解質コルチコイド受容体の単離することができました。また、機能を解析していない糖質コルチコイド受容体やプロゲステロン受容体の遺伝子単離にも成功しています。今後は、新たに単離した受容体を用いて機能解析を行う計画です。1. ホルモンに対する応答性を調べる、2. 他の動物の受容体とのホルモン応答性の比較を行う予定です。さらに、アミノ酸変異導入やキメラ受容体の作成を行うことにより「ステロイドホルモン受容体タンパク質の機能進化」の解明を進めていきます。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Transcriptional activation of elephant shark mineralocorticoid receptor by corticosteroids, progesterone, and spironolactone.2019
Author(s)
Katsu Y, Kohno S, Oka K, Lin X, Otake S, Pillai NE, Takagi W, Hyodo S, Venkatesh B, Baker ME
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Journal Title
Science Signaling
Volume: 12
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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