2014 Fiscal Year Annual Research Report
代謝を網羅的に制御するエピゲノムシグナル機構の解明
| Project/Area Number |
25291002
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
稲垣 毅 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任准教授 (10507825)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | エピゲノム / JMJD1A / 褐色脂肪細胞 / アドレナリン受容体 / UCP1 / 核内受容体 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ヒストンH3K9の脱メチル化酵素JMJD1Aの265番目のセリン（S265）がβアドレナリンシグナルによってリン酸化されることでAdrb1、Ucp1などの代謝関連遺伝子群の発現を制御するという知見に基づき、本年度の研究ではさらに詳細な分子機構を解明した。プロテオミクス法と免疫沈降後のイムノブロット法を用いた検討によって、JMJD1Aがクロマチン再構成複合体であるSWI/SNFタンパク質複合体と結合し、このSWI/SNFを介して核内受容体であるPPARγと結合することを明らかにした。さらにSWI/SNFの構成タンパクの遺伝子Arid1aやBrg1、Baf60bを褐色脂肪細胞株（kBAT細胞）内でノックダウンすることで、S265リン酸化JMJD1AがSWI/SNFを介してPPARγと結合し、標的遺伝子であるAdrb1、Ucp1の発現制御を制御することを証明した。この結果、JMJD1Aがゲノム上の特異的な結合部位を決定する機構が、SWI/SNF、PPARγタンパク複合体を介したPPREへの結合であることを示した。続いて、ChIP-seq法、ChIP-PCR法を用いてkBAT細胞におけるJMJD1AやARID1A、BRG1、BAF60b、PPARγ、H3K4me3、H3K27Acのゲノム上の位置について明らかにした。この結果、JMJD1A、SWI/SNF、PPARγがAdrb1遺伝子の転写開始点から22 kb、44 kb上流にあるエンハンサー領域にあることを発見し、アドレナリン刺激によってこれらのエンハンサー領域がプロモーター領域に近づけられることで、転写制御を行っていることを、Chromatin conformation capture法（3C法）、リポーターアッセイ法、RNA Polymerase IIのChIP-PCR法をもちいて明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度計画していた、リン酸化JMJD1Aがクロマチンリモデリング複合体を介して標的とするゲノム上の領域に結合する機構を明らかにし、さらにChIPシークエンス法、3C法、リポーターアッセイ法を駆使することで、エンハンサーとプロモーターの近接関係が制御される機構を明らかにすることが出来た。本研究成果においては、一か所のアミノ酸がリン酸化されたJMJD1Aが、クロマチンリモデリング複合体であるSWI/SNFと複合体を形成することを明らかにするとともに、ゲノム上の特異的な結合に核内受容体であるPPARγが関与することを明らかにした。さらに、この結合によってエンハンサーとプロモーターの近接関係が制御されることで標的遺伝子の発現調節に関わるという、寒冷刺激時に短時間に起こる遺伝子発現制御の新機構を詳らかにすることが出来た。上記の成果は、論文としてまとめて投稿し、最近Nature Communications誌にアクセプトされた。このように、本研究で予定していた当初計画が想定より早く達成できているものと評価する。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後、リン酸化を受けたJMJD1Aのリーダータンパク質の解析を行う目的で、プロテオミクス解析を引き続き行う。とくに、リン酸化を受けたJMJD1Aの複合体解析やホスファターゼの同定を目指す。一方、寒冷刺激とJMJD1Aリン酸化との関連において、JMJD1Aグローバルノックアウトマウスのほかに、リン酸化部位に変異を入れたノックインマウスを作製・解析することで、体温調節、代謝調節等の生理作用に与える影響を検討する。
|
| Causes of Carryover |
実験用マウス繁殖用のマウス購入を予定していたが、既存のマウスの掛け合わせに遅れが生じたため、次年度初めに繁殖を開始することとし、購入を遅らせた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験用マウス繁殖用のマウスを購入し、繁殖を継続する。
|
-
[Journal Article] JMJD1A is a signal-sensing scaffold that regulates acute chromatin dynamics via SWI/SNF association for thermogenesis2015
Author(s)
Abe Y., Rozqie R., Matsumura Y., Kawamura T., Nakaki R., Tsurutani Y., Tanimura-Inagaki K., Shiono A., Magoori K., Nakamura K., Ogi S., Kajimura S., Kimura H., Tanaka T., Fukami K., Osborne T.F., Kodama T., Aburatani H., Inagaki T.*, Sakai J.* (*Corresponding author)
-
Journal Title
Nature Communications
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] The FBXL10/KDM2B scaffolding protein associates with novel polycomb repressive complex-1 to regulate adipogenesis2015
Author(s)
Inagaki T.*, Iwasaki S., Matsumura Y., Kawamura T., Tanaka T., Abe Y., Yamasaki A., Tsurutani Y., Yoshida A., Chikaoka Y., Nakamura K., Magoori K., Nakaki R., Osborne T.F., Fukami K., Aburatani H., Kodama T., Sakai J.* (*Corresponding author)
-
Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 290(7)
Pages: 4163-77
DOI
Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] PPAR beta/delta activation of CD300a controls intestinal immunity2014
Author(s)
Tanaka T., Tahara-Hanaoka S., Nabekura T., Ikeda K., Jiang S., Tsutsumi S., Inagaki T., Magoori K., Higurashi T., Takahashi H., Tachibana K., Tsurutani Y., Raza S., Anai M., Minami T., Wada Y., Yokote K., Doi T., Hamakubo T., Auwerx J., Gonzalez F.J., Nakajima A., Aburatani H., Naito M., Shibuya A., Kodama T., Sakai J.
-
Journal Title
Scientific Reports
Volume: 24;4:5412
Pages: 1-9
DOI
Open Access
-
-
-
-
-
-
-
