2019 Fiscal Year Research-status Report
ヒストン修飾異常解明に向けたヒストンアセチル化酵素翻訳制御因子の同定と機能解明
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19K16357
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| Research Institution | Chiba Institute of Science |
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Principal Investigator |
坂本 明彦 千葉科学大学, 薬学部, 助教 (10737290)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヒストン修飾 / ヒストンアセチル化酵素 / ポリアミン / 翻訳 / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒストンアセチル化酵素（HATs）はヒストンのアセチル化を介して遺伝子の発現を制御し、細胞増殖などの生命活動に重要な役割を果たしている。HATsの発現誤制御はヒストンのアセチル化修飾異常を引き起こし、がんなどの疾患の発症に寄与することが知られている。しかし、HATsの発現を制御する明確な因子は同定されておらず、誤制御がおこるメカニズムは不明である。我々は、RNAと相互作用し細胞増殖促進因子として機能するポリアミンがヒストンアセチル化レベル、ヒストンアセチル化酵素Gcn5及びHat1の発現を翻訳レベルで有意に上昇させることを見出した。Gcn5及びHat1特異的にアセチル化されるヒストンH3及びH4のリジン残基のアセチル化レベルは、ポリアミンにより有意な増加が認められた。そこで、細胞増殖関連遺伝子（Ki-67, Pcnaなど）のmRNA量を測定した結果、ポリアミンにより有意に増加した。また、クロマチン免疫沈降により、細胞増殖関連遺伝子のプロモーター領域をポリアミンの有無で調べた結果、ポリアミンにより活性化されることが明らかとなった。次に、ポリアミンによるGcn5及びHat1合成促進機構を解析するため、ポリアミンのmRNA作用部位を探索したところ、mRNAの5'-UTRに作用することが示唆された。以上の結果より、ポリアミンはヒストンアセチル化酵素Gcn5及びHat1 mRNAの5'-UTRに作用し、翻訳レベルで合成促進することで、ヒストンアセチル化を介して遺伝子発現を制御することが示唆された。
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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
ポリアミンのヒストンアセチル化酵素Gcn5及びHat1発現促進により、ヒストンのアセチル化や発現が有意に増加する細胞増殖因子を同定することができた。しかし、ポリアミンによるGcn5及びHat1合成促進機構の詳細を解析できていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポリアミンがヒストンアセチル化酵素Gcn5及びHat1 mRNAの5'-UTRに作用することが明らかになったことから、同定したポリアミン結合部位のRNAを合成し、円偏光二色性（CD）を用いた物理化学的手法やSHAPE分析を用いた生化学的手法を用い、ポリアミンによるRNA の構造変化と翻訳開始を負に制御する特殊なRNA構造を詳細に解析する。
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[Journal Article] Inhibition of dendritic spine extension through acrolein conjugation with α-, β-tubulin proteins.2019
Author(s)
Uemura T, Suzuki T, Ko K, Watanabe K, Dohmae N, Sakamoto A, Terui Y, Toida T, Kashiwagi K, Igarashi K.
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Journal Title
Int J Biochem Cell Biol.
Volume: 113
Pages: 58-66
DOI
Peer Reviewed
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