2015 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
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25291002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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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)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | クロマチン / JMJD1A / エピゲノム / Pparg / アドレナリン受容体 / 寒冷 / ホスファターゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの研究において、ヒストンH3K9の脱メチル化酵素JMJD1Aが、寒冷時にβアドレナリンシグナルを介してリン酸化されることを発見し、このリン酸化をうけてクロマチン再構成複合体SWI/SNFと核内受容体PPARγと結合することを見出した。さらに、この複合体形成により熱産生関連遺伝子のエンハンサーとプロモーターの近接関係が促進されることで転写が促進するという遺伝子発現機構が明らかになった。この結果は、JMJD1Aのリン酸化を維持することで熱産生によるエネルギー消費を制御し、肥満や生活習慣病の治療に応用できる可能性を示唆していた。そのため、本年度はJMJD1Aの脱リン酸化機構を検討した。非天然型アミノ酸を導入したリン酸化JMJD1Aペプチドと細胞抽出液を混じ、光刺激法によるクロスリンクで得られたタンパクを質量分析法で検討する方法で、リン酸化JMJD1Aのホスファターゼの触媒サブユニット候補を同定した。また、2種類のタグを付けたJMJD1A発現細胞を構築して2段階精製を行い、質量分析にかけることでホスファターゼの調節サブユニット候補を同定した。さらにJMJD1Aのリン酸化部位S265に点変異を導入したS265Aノックインマウスを作製して解析を開始し、体温維持に異常を来すことを発見した。このマウスからプライマリー脂肪細胞を取得してフラックスアナライザーにかけることで、細胞レベルでの熱産生機構が変化していることを明らかにした。
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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
当初の目的にあったJMJD1Aのβアドレナリンシグナルを介した分子機構を明らかにし、論文論文化して報告した（Abe et al., Nature Communication 2015、責任著者）。さらにJMJD1Aのリン酸化制御機構の解明に踏み込み、プロテオーム解析の手法を用いてホスファターゼの触媒サブユニット、調節サブユニット両方の候補蛋白を同定するに至った。また、JMJD1A-S265Aノックインマウスの作製に成功し、生理的な解析、フラックスアナライザーを用いた代謝制御機構の解析を開始して初期データを得ており、当初の計画通りもしくはそれ以上の進展が認められているものと評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、リン酸化JMJD1Aのホスファターゼの触媒サブユニット、調節サブユニットの候補タンパク質について、特異性の検討を行うとともに強制発現やノックダウン実験を実施して脂肪細胞分化や熱産生に及ぼす影響を検討する。また、JMJD1A-S265Aノックインマウスをもちいて、熱産生・エネルギー消費に関わる生理学的、分子生物学的な検討を継続して行う。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] JMJD1A is a signal-sensing scaffold that regulates acute chromatin dynamics via SWI/SNF association for thermogenesis.2015
Author(s)
1)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.*
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7;6
Pages: 7052
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] H3K4/H3K9me3 bivalent chromatin domains targeted by lineage-specific DNA methylation pauses adipocyte differentiation.2015
Author(s)
Matsumura Y., Nakaki R., Inagaki T., Yoshida A., Kano Y., Kimura H., Tanaka T., Tsutsumi S., Nakao M., Doi T., Fukami K., Osborne T.F., Kodama T., Aburatani H., Sakai J.
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Journal Title
Molecular Cell
Volume: 60
Pages: 584-596
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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