ＮＡＤ／Ａｃｅｔｙｌ－ＣｏＡ代謝がヒストンアセチル化に及ぼす影響

• Project Area: Crosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites
• Project/Area Number: 24116511
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 中川 崇 富山大学, 先端ライフサイエンス拠点, 特命助教 (40610374)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 代謝

Research Abstract

ヒストンのアセチル化・脱アセチル化は、Acetyl-CoAやNADといった細胞内の代謝産物がトナーやレシピエントとして必要であり、これら代謝産物がヒストンアセチル化制御に重要な役割を果たしていると考えられる。しかしながらAcetyl-CoAやNADは細胞内での重要な代謝産物であり、様々な代謝経路でコントロールされていることから、これら代謝産物が実際にどのような状況でヒストンアセチル化の制御に関わっているか、未だ良く解っていない。本研究課題では、低栄養状態に伴ったグローバルなヒストン脱アセチル化に着目し、その分子メカニズムを解明するとともに、グローバルなヒストン脱アセチル化とAcetyl-CoA/NAD代謝との関連を明らかすることを目標とした。今年度は、ヒストン脱アセチル化に影響を及ぼす代謝経路の同定を目指し、質量分析計によるメタボロミクス解析を行った。その結果、ヒストンアセチル化に関与するAcetyl-CoAは解糖系由来であることを見出した。。また、ヒストンのグローバルな脱アセチル化においてどのような遺伝子群が影響を受けるのかChIP Assayを行ったところ、rDNAが低栄養状態により脱アセチル化の影響を受けることを明らかにした。つまり、低栄養状態で解糖系を介した、遺伝子制御が存在する可能性が明らかとなった。

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

• [Journal Article] Deficiency of Nicotinamide Mononucleotide Adenylyltransferase 3 (Nmnat3) Causes Hemolytic Anemia by Altering the Glycolytic Flow in Mature Erythrocytes. (2014)
  • Author(s): Hikosaka K, Ikutani M, Shito M, Kazuma K, Gulshan M, Nagai Y, Takatsu K, Konno H, Tobe K, Kanno H, Nakagawa T
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: 289 (21) Pages: 14796-14811
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypothalamic SIRT1 prevents age-associated weight gain by improving leptin sensitivity in mice. (2014)
  • Author(s): Sasaki T, Kikuchi O, Shimpuku M, Susanti VY, Yokota-Hashimoto H, Taguchi R, Shibusawa N, Sato T, Tang L, Amano K, Kitazumi T, Kuroko M, Fujita Y, Maruyama J, Lee YS, Kobayashi M, Nakagawa T, Minokoshi Y, Harada A, Yamada M, Kitamura T.
  • Journal Title: Diabetologia Volume: 57 Issue: 4 Pages: 819-831
  • DOI: 10.1007/s00125-013-3140-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Physiological Function of NAD Synthesis Enzyme, Nmnat3. (2013)
  • Author(s): Nakagawa T, Hikosaka K
  • Organizer: Cold Spring Harbor Asia Meeting, Molecular Basis of Aging.
  • Place of Presentation: Suzhou, China