2014 Fiscal Year Annual Research Report
栄養環境によるヒストンメチル化制御機構の解明
Publicly Offered Research
Project Area | Crosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites |
Project/Area Number |
26116708
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Research Institution | The University of Tokyo |
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) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | エピゲノム / メタボリックシンドローム / ヒストン脱メチル化酵素 / 脂肪細胞分化 |
Outline of Annual Research Achievements |
脂肪細胞分化過程におけるメタボロミクス解析から、グルコース、インスリンなどによる分化刺激によってTCAサイクルで産生されるαケトグルタル酸(αKG)が3倍程度上昇するのを見出した。さらに、発現アレイ解析からイソクエン酸脱水化酵素 IDH3が数倍上昇するのを見出した。αKGはJMJDヒストン脱メチル化酵素の補酵素として脱メチル化を活性化させるが、実際、解糖系遺伝子の多くの遺伝子上のヒストンのメチル化(H3K9ジメチル)が減少し、転写が活性化されこれらの遺伝子発現は顕著に上昇した。実際に細胞応答としては細胞外酸性化速度、脂肪細胞の脂肪蓄積が上昇した。 さらに、H3K9ジメチルをはずすヒストン脱メチル化酵素を系統的にRNA干渉法によってノックダウンしたところ、白色脂肪細胞のモデル細胞である3T3-L1脂肪細胞で解糖系遺伝子の発現をエピジェネティックに制御するJMJDヒストン脱メチル化酵素を同定した。 αKGは解糖系が亢進することでTCAサイクルでの産生が上昇する。産生されたαKGはJMJDヒストン脱メチル化酵素を補酵素として活性化し、さらに解糖系遺伝子発現を上昇させ、結果として解糖系を亢進させ、脂肪蓄積を増加させることから、この系はポジティブフィードバックループをつくり、高グルコース高インスリン血症を誘導する過栄養、肥満の状況を栄養学的に悪化させるサイクルにも関与しうることが判明した。
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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
研究計画に挙げていた責任となるヒストン脱メチル化酵素の同定も進み、おおむね順調に進んでいる。
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Strategy for Future Research Activity |
JMJDヒストン脱メチル化酵素とイソクエン酸脱水素酵素IDH3に着目し、αケトグルタル酸の量によって制御される脂肪細胞におけるエピゲノムと代謝の関連についてさらに解析を進める。
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Research Products
(40 results)
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[Journal Article] The KDM3A-KLF2-IRF4 axis maintains myeloma cell survival2016
Author(s)
Ohguchi H, Hideshima T, Bhasin MK, Gorgun GT, Santo L, Cea M, Mimura N, Suzuki R, Tai Y-T, Carrasco RD, Raje N, Richardson PG, Harigae H, Sanda T, Sakai J, Anderson KC
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 10258
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] JMJD1A is a signal-sensing scaffold that regulates acute chromatin dynamics via SWI/SNF association for thermogenesis2015
Author(s)
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 TF, Kodama T, Aburatani H, Inagaki T, Sakai J.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 6
Pages: 7052
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Analysis of the subcellular localization of the human histone methyltransferase SETDB12015
Author(s)
Tachibana K, Gotoh E, Kawamata N, Ishimoto K, Uchihara Y, Iwanari H, Sugiyama A, Kawamura T, Mochizuki Y, Tanaka T, Sakai J, Hamakubo T, Kodama T, Doi T.
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Journal Title
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 465
Pages: 725-731
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] H3K4/H3K9me3 Bivalent Chromatin Domains Targeted by Lineage-Specific DNA Methylation Pauses Adipocyte Differentiation2015
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 TF, Kodama T, Aburatani H, Sakai J
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Journal Title
Molecular Cell
Volume: 60
Pages: 584-596
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] The FBXL10/KDM2B Scaffolding Protein Associates with Novel Polycomb Repressive Complex-1 to Regulate Adipogenesis.2015
Author(s)
Inagaki T, Iwasaki S, Matsumura Y, Kawamura T, Tanaka T, Abe Y, Yamasaki A, Tsurutani Y, Yoshida A, Chikaoka Y, Nakamura K, Magoori K, Nakaki R, Osborne TF, Fukami K, Aburatani H, Kodama T, Sakai J
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 290
Pages: 4163-4177
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] PPARβ/δactivation of CD300a controls intestinal immunity.2014
Author(s)
Tanaka T, Tahara-Hanaoka S, Mabekura T, Ikeda K, Jiang S, Tsutsumi S, Inagaki T, Magoori T, Higurashi H, Takahashi H, Tachibana K, Tsurutani Y, Raza S, Anai M , Minami T, Wada Y, Yokote K, Doi T, Hamakubo T, Auwerx J, Gonzalez J, Nakajima A, Aburatani H, Naito H, Shibuya A, Kodama T, Sakai J
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 4
Pages: 5412
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Direct Evidence for Pitavastatin Induced Chromatin Structure Change in the KLF4 Gene in Endothelial Cells.2014
Author(s)
Maejima T, Tanaka T, Minami T, Hamakubo T, Ihara S, Sakai J, Nozaki N, Aburatani H, Ruan X, Tanabe H, Ruan Y, Endo A, Kodama T, Wada Y
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Journal Title
PLoS One
Volume: 9
Pages: e96005
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] H3K4/H3K9me3 Bivalent Chromatin Domains Targeted by Lineage-Specific DNA Methylation Pauses Adipogenesis.2016
Author(s)
Yoshihiro Matsumura, Ryo Nakaki, Takeshi Inagaki, Ayano Yoshida, Yuka Kano, Hiroshi Kimura, Toshiya Tanaka, Shuichi Tsutsumi, Mitsuyoshi Nakao, Takefumi Doi, Kiyoko Fukami, Timothy F. Osborne, Tatsuhiko Kodama, Hiroyuki Aburatani, and Juro Sakai
Organizer
The Keystone Symposia -Chromatin and Epigenetics
Place of Presentation
Whistler, Canada
Year and Date
2016-03-01
Int'l Joint Research
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[Presentation] PKA dependent phospho-switch on JMJD1A regulates higher-order chromatin dynamics via SWI/SNF and PPARγ association for thermogenesis.2015
Author(s)
Yohei Abe, Royhan Rozqie, Yoshihiro Matsumura, Takeshi Kawamura, Ryo Nakaki, Shotaro Ogi, Toshiya Tanaka, Tatsuhiko Kodama, Hiroyuki Aburatani, Takeshi Inagaki, Juro Sakai
Organizer
EMBO Conference on Nuclear Receptors
Place of Presentation
Ajaccio, Corsica, France
Year and Date
2015-09-24 – 2015-09-28
Int'l Joint Research
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[Presentation] JMJD1A Regulates Metabolic Gene Expression by Mediating Long-Range Genomic Interactions in Response to β-Adrenergic Stimulation under Cold Environment2015
Author(s)
Inagaki, T., Abe, Y., Rozqie, R., Matsumura, Y., Kawamura, T., Nakaki, R., Kodama, T., Aburatani, H., Sakai, J.
Organizer
THE 40th NAITO CONFERENCE ON Epigenetics-From Histone Code to Therapeutic Strategy
Place of Presentation
Sapporo
Year and Date
2015-09-17
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[Presentation] 脂肪細胞における新規エピゲノム制御機構2015
Author(s)
稲垣毅, 阿部陽平, Rozqie Royhan, 松村欣宏, 川村猛, 仲木竜, 鶴谷悠也, 谷村恭子, 田中十志也, 児玉龍彦, 油谷浩幸, 酒井寿郎
Organizer
第52回日本臨床分子医学会学術集会
Place of Presentation
京都
Year and Date
2015-04-11
Invited
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[Presentation] PKA dependent phospho-switch on JMJD1A regulates higher-order chromatin dynamics via SWI/SNF association for thermogenesis.2015
Author(s)
Yohei Abe, Royhan Rozqie, Yoshihiro Matsumura, Takeshi Kawamura, Ryo Nakaki, Yuya Tsurutani, Kyoko Tanimura-Inagaki, Akira Shiono, Kenta Magoori, Kanako Nakamura, Shingo Kajimura, Hiroshi Kimura, Toshiya Tanaka, Kiyoko Fukami, Timothy F. Osborne, Tatsuhiko Kodama, Hiroyuki Aburatani, Takeshi Inagaki, Juro Sakai
Organizer
DEUEL Conference on Lipids
Place of Presentation
Monterey, CA, USA
Year and Date
2015-03-04
Int'l Joint Research
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[Presentation] Role of Isocitrate Dehydrogenase 3 in Regulation of Epigenome and Transcription during Adipogenesis2014
Author(s)
Ariyanto, E.F., Matsumura, Y., Soga, T., Inagaki, T., Sakai, J.
Organizer
The 37th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
Place of Presentation
Pacifico Yokohama, Yokohama
Year and Date
2014-11-26
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[Presentation] JMJD1A のリン酸化スイッチは SWI/SNF および PPARg と複合体を形成しクロマチンの高次構造を変化させる2014
Author(s)
阿部 陽平, Royhan Rozqie, 松村 欣宏, 川村 猛, 仲木 竜, 鶴谷 悠也, 稲垣 (谷村) 恭子, 塩野 陽, 馬郡 健太, 田中 十志也, 児玉 龍彦, 油谷 浩幸, 稲垣 毅, 酒井 寿郎
Organizer
第37回日本分子生物学会年会
Place of Presentation
パシフィコ横浜, 横浜市
Year and Date
2014-11-26
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