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2013 Fiscal Year Annual Research Report

心発生に必要なATP量を確保するための転写環境の解明

Publicly Offered Research

Project AreaCrosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites
Project/Area Number 24116514
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

二村 圭祐  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00462713)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords転写 / エピジェネティクス / 心臓発生
Research Abstract

心臓は胚発生において最初に発生する器官であり発生初期から拍動を開始し死ぬまで拍動を続けるため、組織量あたり最もATPを生産し、かつ消費する。さらに、心臓発生において1本のheart tubeがloopingと呼ばれる複雑な形態形成運動を行なうことで心臓の形が作られるため、その運動のエネルギー源としてATPが十分量あることが必須である。しかしATP産生関連遺伝子を大量に発現させる転写機構は解明されていない。そこで本研究では、ヒストン修飾因子とそれに結合する転写因子群を軸にして、心臓発生におけるATP産生関連遺伝子を大量に発現させる転写環境を解明し、転写環境の破綻によるATP量の変動が心筋細胞の分化・増殖、心臓の形態形成や拍動に与える影響を明らかにすることを試みた。その結果、次世代シークエンサーによってゲノムワイドな遺伝子発現変動を同定するRNA-seq法により、ヒストンH3の36番目のリジンのメチル化酵素Whsc1がATP産生関連遺伝子群の発現量を制御することを見出した。さらにWhsc1の欠損による、胎仔心臓でのゲノムワイドなヒストン修飾プロファイルの変化をクロマチン免疫沈降法と次世代シークエンサーを組み合わせたChIP-seq法によって同定した。その結果、Whsc1欠損の胎仔心臓ではゲノムワイドにH3K36のメチル化が低下することが明らかになった。本研究によって、Whsc1の欠損により転写を抑制するH3K36のメチル化が低下し、その結果、ATP産生関連遺伝子群の遺伝子発現が増加することが示唆された。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Karyopherin alpha2 is essential for rRNA transcription and protein synthesis in proliferative keratinocytes2013

    • Author(s)
      Umegaki-Arao N, Tamai K, Nimura K, Serada S, Naka T, Nakano H, Katayama I
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8 Pages: e76416

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0076416

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] WHSC1 links transcription elongation to HIRA-mediated histone H3.3 deposition2013

    • Author(s)
      Sarai N, Nimura K, Tamura T, Kanno T, Patel MC, Heightman TD, Ura K, Ozato K.
    • Journal Title

      EMBO Journal

      Volume: 32 Pages: 2392-2406

    • DOI

      10.1038/emboj.2013.176.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Residual Prostate Cancer Cells after Docetaxel Therapy Increase the Tumorigenic Potential via Constitutive Signaling of CXCR4, ERK1/2 and c-Myc2013

    • Author(s)
      Hatano K, Yamaguchi S, Nimura K, Murakami K, Nagahara A, Fujita K, Uemura M, Nakai Y, Tsuchiya M, Nakayama M, Nonomura N, *Kaneda Y.
    • Journal Title

      Mol Cancer Research

      Volume: 11 Pages: 1088-1100

    • DOI

      10.1158/1541-7786.MCR-13-0029-T.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 心臓発生における遺伝子発現制御機構2014

    • Author(s)
      二村圭祐
    • Organizer
      発生過程におけるエネルギー代謝を考える会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20140213-20140214
    • Invited
  • [Presentation] Transcription regulation in heart development2013

    • Author(s)
      二村圭祐
    • Organizer
      転写代謝システム班会議
    • Place of Presentation
      淡路島
    • Year and Date
      20131111-20131113
  • [Presentation] 心臓発生における転写制御機構

    • Author(s)
      二村圭祐
    • Organizer
      大阪大学若手研究フォーラム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Invited
  • [Presentation] 先天性疾患における転写制御機構

    • Author(s)
      二村圭祐
    • Organizer
      千葉大学 Medical Science Frontier Forum
    • Place of Presentation
      千葉
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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