2014 Fiscal Year Annual Research Report
3C法による脂肪細胞におけるC/EBPα遺伝子領域の高次クロマチン構造の解析
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25860742
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
青山 倫久 東京大学, 医学部附属病院, 研究員 (50645538)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 糖尿病 / 肥満 / 脂肪細胞 / 発生・分化 / 遺伝子 / 転写制御 / 高次クロマチン構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂肪細胞の分化は転写因子のカスケードにより調節され、中でもマスターレギュレーターである転写因子PPARγとC/EBPαのポジティブフィードバックループは重要な役割を果たすと考えられているが、現在までPPARγによるC/EBPα遺伝子の転写制御機構は不明であった。本研究では3T3-L1細胞におけるPPARγのゲノムワイドな結合領域をChIP-seq、オープンクロマチン状態をFAIRE (Formaldehyde Assisted Isolation of Regulatory Elements)、核内3次元空間での離れたゲノム領域間の近接関係を3C (Chromosome Conformation Capture)法を用いて解析した。
ChIP-seqによる解析から、既存のアプローチでは明らかでなかったC/EBPα遺伝子の転写開始点下流の遠位領域に複数のPPARγ結合部位(＋3,＋19,＋22,＋24,＋50,＋53kb)を同定した。同部位にはゲルシフト解析でPPARγ/RXRαヘテロダイマーと結合し、ルシフェラーゼ解析で転写活性化能を有するPPAR応答配列が存在した。脂肪細胞分化に伴いこれらの領域はChIPでヒストンアセチル化や、FAIREで開いたクロマチン構造のダイナミックなエピジェネティック変化を認めた。さらにChIP-seqによる解析から、インスレーター結合蛋白CTCFが遠位エンハンサーとプロモーターに結合していた。3C法による解析では、遠位エンハンサーとプロモーター間に脂肪細胞分化に伴い増強する近接関係を認め、同領域間にクロマチンループの形成が示唆された。PPARγやCTCFのノックダウンでは、遠位エンハンサーとプロモーターのオープンクロマチン構造、同領域間の近接関係が減弱し、C/EBPα遺伝子の発現低下や脂肪細胞分化に抑制を認めた。
PPARγはC/EBPα遺伝子下流の遠位エンハンサーに結合し、転写制御において遠位エンハンサーとプロモーターのヒストン修飾やクロマチン構造、PPARγやCTCF依存的な遠位エンハンサー・プロモーター間のクロマチンループが関与することが示唆された。
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Research Products
(10 results)
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[Presentation] Long-Range Transactivation of C/EBPα Gene Expression by PPARγ through Distal Enhancers during Adipocyte Differentiation2014
Author(s)
Tomohisa Aoyama, Hironori Waki, Toshimasa Yamauchi, Ken-ichi Wakabayashi, Tsuyoshi Inoue, Masahiro Nakamura, Jing Yu, Kazumi take, Wei Sun, Masato Iwabu, Miki Okada-Iwabu, Ueki Kojiro, Youichiro Wada, Shuichi Tsutsumi, Tatsuhiko Kodama, Juro Sakai, Hiroyuki Aburatani and Takashi Kadowaki
Organizer
The 4D Nucleome 2014
Place of Presentation
Hiroshima, Japan
Year and Date
2014-12-18
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[Presentation] Long-Range Transactivation of C/EBPα Gene Expression by PPARγ through Distal Enhancers during Adipocyte Differentiation2014
Author(s)
Tomohisa Aoyama, Hironori Waki, Toshimasa Yamauchi, Ken-ichi Wakabayashi, Tsuyoshi Inoue, Masahiro Nakamura, Jing Yu, Kazumi take, Wei Sun, Masato Iwabu, Miki Okada-Iwabu, Ueki Kojiro, Youichiro Wada, Shuichi Tsutsumi, Tatsuhiko Kodama, Juro Sakai, Hiroyuki Aburatani and Takashi Kadowaki
Organizer
9th Metabolic Syndrome, Type 2 Diabetes and Atherosclerosis Congress
Place of Presentation
Kyoto, Japan
Year and Date
2014-09-14
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[Presentation] Long-Range Transactivation of C/EBPα Gene Expression by PPARγ through Distal Enhancers during Adipocyte Differentiation2014
Author(s)
Tomohisa Aoyama, Hironori Waki, Toshimasa Yamauchi, Ken-ichi Wakabayashi, Tsuyoshi Inoue, Masahiro Nakamura, Jing Yu, Kazumi take, Wei Sun, Masato Iwabu, Miki Okada-Iwabu, Ueki Kojiro, Youichiro Wada, Shuichi Tsutsumi, Tatsuhiko Kodama, Juro Sakai, Hiroyuki Aburatani and Takashi Kadowaki
Organizer
74th Scientific Sessions of American Diabetes Association
Place of Presentation
San Francisco, USA
Year and Date
2014-06-13
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