2014 Fiscal Year Research-status Report
細胞外環境の変化によって起こる核小体へのシグナル伝達機構の解析
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25840011
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| Research Institution | Takasaki University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
田中 祐司 高崎健康福祉大学, 薬学部, 助教 (90453422)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | rRNA転写調節 / KDM2A / ヒストン脱メチル化 / 飢餓 / 乳がん / エピジェネティクス / AMPK |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではヒストン脱メチル化酵素KDM2Aの活性制御機構を明らかにし、細胞外環境の変化を核小体クロマチンへ伝えるシグナル伝達の分子機構を明らかにする事を目標とし、研究を開始した。
前年度までに、解糖系阻害作用を発揮する2-デオキシグルコース（2-DG）処理が、KDM2A依存的なrRNA転写抑制を誘導する事などから、細胞内エネルギー量低下で活性化されるAMPK経路によるKDM2Aの調節が示唆された。
本年度は、これを踏まえAMPKによるKDM2A依存的転写抑制機構を解析した。まず、2DG処理がrRNAプロモーターのヒストンH3K36me2減少をKDM2A依存的に誘導するかを検討した結果、KDM2A依存的に減少する事を明らかにした。次に、AMPK活性化剤のAICAR処理で同様の検討を行った所、KDM2A依存的なヒストン脱メチル化が生じた。従って、AMPK活性がKDM2Aを調節すると考えられた。一方、AMPKはrRNA転写因子のTIF-IAをリン酸化し、結果としてrDNAプロモーターからの離脱を起こし転写抑制を起こす事が知られていた。この現象とKDM2Aとの関連を解析した結果、AMPKによるKDM2Aの調節はTIF-IAへの調節よりも、弱い飢餓時で起こり、両現象は独立した現象である事が示唆された。
次に2DG処理時に起こるKDM2AによるrRNA転写調節が、様々な細胞株で生じるかを検討した所、MCF7, 293T, Hela, T98G, MDA-MB-231といった多種多様な細胞株で生じた。これは、組織やがんの悪性度に依存せず機構が存在する事を示唆している。加えて、KDM2Aによる調節が細胞増殖に作用するかを検討した。その結果、MCF7, MDA-MB-231細胞（悪性度の異なる乳がん細胞）で、弱い2DG処理時に起こる細胞増殖減少がKDM2A発現抑制により減弱した。
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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
本研究計画案は当初３つの段階を構成した。それは、①飢餓時にKDM2Aがどのシグナル経路で制御されるか。②KDM2Aが飢餓シグナルをどのように受け取り、ヒストン脱メチル化活性を発揮するのか、③シグナル経路で調節される他の因子の同定、及び協調的な転写調節機構の解析。である。現在までに、①の部分については初年度に、②の部分については本年度、AMPKの活性がKDM2Aのヒストン脱メチル化活性誘導に必要である事が明らかになったので計画の2/3程度を達成できたと考えており、順調に進んでいると考えている。計画の③については、少なくともAMPKで調節されるTIF-IAとは独立した調節であったが、飢餓の程度に応じて作用している因子が増えてくることを示唆できたと思う。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は研究期間の最終年度であるため、現在までの結果を学術誌に報告する事を目指して研究を進展させる。また、残された期間でAMPKによるKDM2Aの制御機構や、KDM2Aによる転写調節機構の更なる解析を進めていきたい。
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| Causes of Carryover |
残額は研究のために購入する物品費としては少なすぎるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残額は次年度物品費に追加する。
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