2017 Fiscal Year Annual Research Report
寒冷感知センサーとして働くエピゲノム酵素によるベージュ脂肪細胞の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
16H01382
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
酒井 寿郎 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (80323020)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | JMJD1A / ベージュ化 / 白色脂肪組織 / 褐色脂肪組織 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
白色脂肪組織は、エネルギーを脂肪として貯めることが主たる役割であるため、熱産生に関与する遺伝子は発現していない。しかし、寒冷環境が長期に持続すると、熱産生に関わる遺伝子が誘導され、寒冷環境に個体が耐えられるよう適応する。本来、細胞には「エピゲノム」というゲノムの後天的な調節機構が備わっており、エピゲノムのしくみにより細胞の種類ごとに働く遺伝子（活動中）と働かない遺伝子（休止中）が明確に決められている。脂肪を貯める機能を担う白色脂肪細胞では、通常は脂肪燃焼や熱産生に関わる遺伝子は「休止中」で、働くことができない。では、恒温動物が長期の寒冷刺激を受けると、どのようにして遺伝子に寒冷環境に適応した体質への変化を促すのか？我々は、寒冷刺激を受けるとアドレナリン作用によってヒストン脱メチル化酵素JMJD1Aがリン酸化され、寒冷刺激が持続すると必要な機能を獲得したJMJD1A がエピゲノム変化を介して「休止中」だった脂肪燃焼と熱産生に関わる遺伝子群を「活動中」にし、遺伝子を発現させて、ベージュ化を誘導し、寒冷環境に慢性的に適応するしくみがあることを解明した。265 番目のセリン残基をリン酸化されないアラニン残基に置換した変異型 JMJD1A をもつマウスを作製し、寒さに対する適応を解析した。急激な寒冷刺激下では、変異体マウスは寒冷を感知できないため、通常のマウスと比べて顕著に体温が低下した。また長期の寒冷刺激下では、変異体マウスは寒冷刺激をエピゲノムに伝えることができないため、野生型マウスと比較して、脂肪燃焼、熱産生、そして白色脂肪組織のベージュ化が顕著に抑制され、寒冷への適応力が低下していることが解明された。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Histone demethylase JMJD1A coordinates acute and chronic adaptation to cold stress via thermogenic phospho-switch.2018
Author(s)
Abe Y, Fujiwara Y, Takahashi H, Matsumura Y, Sawada T, Jiang S, Nakaki R, Uchida A, Nagao N, Naito M, Kajimura S, Kimura H, Osborne TF, Aburatani H, Kodama T, Inagaki T, Sakai J.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 9
Pages: 1566
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] KDM3A coordinates actin dynamics with intraflagellar transport to regulate cilia stability.2017
Author(s)
Yeyati PL, Schiller R, Mali G, Kasioulis I, Kawamura A, Adams IR, Playfoot C, Gilbert N, van Heyningen V, Wills J, von Kriegsheim A, Finch A, Sakai J, Schofield CJ, Jackson IJ, Mill P.
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Journal Title
J Cell Biol.
Volume: 216
Pages: 999-1013
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Degradation of human Lipin-1 by BTRC E3 ubiquitin ligase.2017
Author(s)
Ishimoto K, Hayase A, Kumagai F, Kawai M, Okuno H, Hino N, Okada Y, Kawamura T, Tanaka T, Hamakubo T, Sakai J, Kodama T, Tachibana K, Doi T.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun.
Volume: 488(1)
Pages: 159-164
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Impact of histone demethylase KDM3A-dependent AP-1 transactivity on hepatotumorigenesis induced by PI3K activation.2017
Author(s)
Nakatsuka T, Tateishi K, Kudo Y, Yamamoto K, Nakagawa H, Fujiwara H, Takahashi R, Miyabayashi K, Asaoka Y, Tanaka Y, Ijichi H, Hirata Y, Otsuka M, Kato M, Sakai J, Tachibana M, Aburatani H, Shinkai Y, Koike K.
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Journal Title
Oncogene
Volume: 36
Pages: 6262-6271
DOI
Peer Reviewed
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