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レニン遺伝子はいかにして血圧の変化を感知するのか?:新規エンハンサー機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J04305
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関筑波大学

研究代表者

牛木 亜季  筑波大学, 生命環境系, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードレニン・アンジオテンシン系 / 高血圧 / 遺伝子改変マウス / エンハンサー / レニン-アンジオテンシン系
研究実績の概要

前年度の培養細胞を用いた詳細な解析結果から、レニン遺伝子の高血圧応答性候補領域を2箇所にまで絞り込んだ(レニン遺伝子転写開始点上流約20-kbと5-kbに位置する領域)。そこで、本年度は、これら候補領域をそれぞれ欠失した内在遺伝子座をCRISPR/Cas9ゲノム編集法により作成した。このうち、上流5-kbに位置する領域を欠失したマウスでは、正常血圧状態において、レニン遺伝子の発現量が低下していたことから、同領域はエンハンサーであることが明らかとなった(以降-5Eと呼ぶ)。さらに、同欠失型遺伝子座を、当研究室で以前に作成された高血圧モデルマウス、及び正常血圧マウスに遺伝学的に導入し、発現解析を行った。その結果、-5Eを欠失した遺伝子座では、高血圧応答性が消失していた。以上の結果から、-5E領域がレニン遺伝子の高血圧応答性において、中心的役割を果たすエンハンサーであることが明らかとなった。
次に、同領域に作用するシグナルについて解析を進めた。高血圧応答性に関わる経路として、「血管壁への圧負荷」と「昇圧ペプチド(アンジオテンシンII;AII)シグナル」が予想された。そこで、これら経路の作用を区別するために、血管拡張剤(圧負荷の解除)、またはAII受容体の阻害剤(圧負荷およびAIIシグナルの解除)を高血圧マウスに投与し、内在レニン遺伝子の発現量を定量した。その結果、AII受容体の阻害剤を投与した場合にのみ、発現量が正常血圧レベルにまで回復した(野生型内在遺伝子座)。一方で、-5Eを欠失した場合には、十分な発現量の回復がみられなかった。
以上の結果から、AIIシグナルが-5Eのエンハンサー活性を減弱させることで、レニン遺伝子の発現量を低下させる機構を明らかとした。本研究結果は、Molecular and Cellular Biology誌にて発表された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Homeostatic Response of Mouse renin Gene Transcription in a Hypertensive Environment Is Mediated by a Novel 5' Enhancer.2018

    • 著者名/発表者名
      Ushiki Aki、Matsuzaki Hitomi、Fukamizu Akiyoshi、Tanimoto Keiji
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol.

      巻: 38 号: 7

    • DOI

      10.1128/mcb.00566-17

    • NAID

      120007134354

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-Range Control of Renin Gene Expression in Tsukuba Hypertensive Mice2016

    • 著者名/発表者名
      Aki Ushiki, Hitomi Matsuzaki, Junji Ishida, Akiyoshi Fukamizu and Keiji Tanimoto
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: - 号: 11 ページ: e0166974-e0166974

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0166974

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Homeostatic response of renin gene transcription to hypertension is mediated by its novel 5′ enhancer2018

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, K., Ushiki, A., Matsuzaki, H., Fukamizu, A.
    • 学会等名
      Keystone Symposia (Gene Control in Development and Disease)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conserved regulatory mechanisms of human and mouse renin genes expression in the hypertensive-environment2017

    • 著者名/発表者名
      Aki Ushiki, Hitomi Matsuzaki, Akiyoshi Fukamizu, Keiji Tanimoto
    • 学会等名
      CDB Symposium
    • 発表場所
      RIKEN Center for Developmental Biology(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レニン遺伝子の高血圧環境応答性 cis-DNA 配列の解析2017

    • 著者名/発表者名
      牛木 亜季、 松﨑 仁美 、深水 昭吉、谷本 啓司
    • 学会等名
      第64回日本実験動物学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 人工刷り込み制御配列によるゲノム刷り込みの再構築2017

    • 著者名/発表者名
      倉持 大地、 松﨑 仁美 、牛木 亜季、谷本 啓司
    • 学会等名
      第64回日本実験動物学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Enhancer-mediated regulatory mechanism of mouse renin gene transcription in hypertensive-environment2017

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, K., Ushiki, A., Matsuzaki, H., Fukamizu, A.
    • 学会等名
      Mammalian Genetics and Genomics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レニン遺伝子の高血圧応答性を制御するエンハンサーの同定2017

    • 著者名/発表者名
      牛木 亜季、 松﨑 仁美 、深水 昭吉、谷本 啓司
    • 学会等名
      遺伝研研究会「マウスとラットで拓く新しい比較実験動物学」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高血圧応答性エンハンサーによるレニン遺伝子の転写制御2016

    • 著者名/発表者名
      牛木亜季、松﨑仁美、深水昭吉、谷本啓司
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マウス H19 ICR におけるアリル特異的 DNA メチル化制御配列の同定2016

    • 著者名/発表者名
      松﨑仁美、倉持 大地、牛木 亜季、谷本 啓司
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] アリル特異的 DNA メチル化(刷り込みメチル化)配列の in vivo 再構築2016

    • 著者名/発表者名
      谷本啓司、松﨑仁美、牛木亜季、倉持大地
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター/東北大学川内北キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 筑波大学 生命環境科学研究科 谷本研究室

    • URL

      http://kt-b1-mac1.tara.tsukuba.ac.jp/~tanimotokeiji/Keijis/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 血圧が上がるとブレーキがかかる遺伝子レベルの仕組み

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201803151400.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 筑波大学 生命環境科学研究科 谷本研究室

    • URL

      http://kt-b1-mac1.tara.tsukuba.ac.jp/~tanimotokeiji/Keijis/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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