エピゲノム制御を介した生体内エネルギー状態に応じた遺伝子発現調節機構の解明

• 研究課題/領域番号: 16K14919
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 食品科学
• 研究機関: 東京農業大学 (2018); 東京大学 (2016-2017)
• 研究代表者: 井上 順 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (70323962)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: エピゲノム / マイクロアレイ / エピゲノム制御 / 遺伝子発現

研究成果の概要

本研究の目的は、生体内エネルギー状態に応じた遺伝子発現の制御機構を理解することである。具体的には摂食時に発現が上昇する遺伝子に関して、転写因子の活性制御だけでは説明のつかない遺伝子に着目し、エピゲノムレベルでの解析を行う。はじめにマイクロアレイを用いて網羅的な遺伝子発現解析を行い、解析対象にする遺伝子の選別を行った。選別したいくつかの遺伝子領域のヒストン修飾を検討したところ、遺伝子発現パターンとヒストンアセチル化レベルの相関が観察される領域とされない領域に分かれた。今後さらに、エピゲノムレベルでの制御を解析していく予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エピゲノム制御は、発生やリプログラミング、がん等の疾患発症に関与することが明らかになりつつある。本研究は、劇的に遺伝子発現が変動することが知られている絶食・再摂食に着目し、生体のエネルギー状態の変動がおよぼす遺伝子発現の変化に、エピゲノム制御が関与するかどうかを明らかにすることを目指した。その結果、転写因子の活性化だけでは説明のつかない発現変動をうける遺伝子を見出した。これはエピゲノムレベルで生体内エネルギー制御を行っている可能性を示す結果であり、今後のさらなる解析により、制御の実体を明らかにすることで、生体のエネルギー代謝制御機構の理解につながることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Chrysin reduces the activity and protein level of mature forms of sterol regulatory element-binding proteins (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwase Masamori、Watanabe Kyoko、Shimizu Makoto、Suzuki Tsukasa、Yamamoto Yuji、Inoue Jun、Sato Ryuichiro
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: in press 号: 9 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1080/09168451.2019.1608806
  • 査読あり
• [雑誌論文] FGF21 Alleviates Hepatic Endoplasmic Reticulum Stress under Physiological Conditions (2018)
  • 著者名/発表者名: MARUYAMA Ryuto、SHIMIZU Makoto、HASHIDUME Tsutomu、INOUE Jun、ITOH Nobuyuki、SATO Ryuichiro
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｖｉｔａｍｉｎｏｌｏｇｙ 巻: 64 号: 3 ページ: 200-208
  • DOI: 10.3177/jnsv.64.200
  • NAID: 130007413207
  • ISSN: 0301-4800, 1881-7742
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isoxanthohumol stimulates ubiquitin-proteasome-dependent degradation of precursor forms of sterol regulatory element-binding proteins (2018)
  • 著者名/発表者名: Inoue Jun、Miyata Shingo、Shimizu Makoto、Sato Ryuichiro
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 82 号: 9 ページ: 1591-1598
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1478715
  • 査読あり
• [雑誌論文] The exercise-inducible bile acid receptor Tgr5 improves skeletal muscle function in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Sasaki, A. Kuboyama, M. Mita, S. Murata, M. Shimizu, J. Inoue, K. Mori, and R. Sato
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 293 号: 26 ページ: 10322-10332
  • DOI: 10.1074/jbc.ra118.002733
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The expression of Transmembrane Protein 100 is regulated by alterations in calcium signaling rather than endoplasmic reticulum stress (2018)
  • 著者名/発表者名: Ayane Kuboyama, Takashi Sasaki, Makoto Shimizu, Jun Inoue & Ryuichiro Sato
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1377-1383
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1464899
  • 査読あり
• [雑誌論文] The flavonoid derivative 4'-nitro-6-hydroxyflavone suppresses the activity of HNF4α and stimulates the degradation of HNF4α protein through the activation of AMPK. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue, J., Ikeda, S., Kanayama, T., and Sato, R.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 81 号: 8 ページ: 1548-1552
  • DOI: 10.1080/09168451.2017.1325316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of key amino acid residues in the hTGR5-nomilin interaction and construction of its binding model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, T., Mita, M., Ikari, N., Kuboyama, A., Hashimoto, S., Kaneko, T., Ishiguro, M., Shimizu, M., Inoue, J., and Sato, R.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 12 号: 6 ページ: e0179226-e0179226
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0179226
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heat Shock Protein 90 Modulates Lipid Homeostasis by Regulating the Stability and Function of Sterol Regulatory Element-Binding Protein (SREBP) and SREBP Cleavage-Activating Protein. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuan, Y-C., Hashidume, T., Shibata, T., Uchida, K., Shimizu, M., Inoue, J., and Sato, R.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 292 号: 7 ページ: 3106-3028
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.767277
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] BCL11B gene heterozygosity causes weight loss accompanied by increased energy consumption, but not defective adipogenesis, in mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue, J., Ihara, Y., Tsukamoto, D., Yasumoto, K., Hashidume, T., Kamimura, K., Hirano, S., Shimizu, M., Kominami, R., and Sato, R.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 81 号: 5 ページ: 922-930
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1274642
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of BCL11B as a regulator of adipogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue, J., Ihara, Y., Tsukamoto, D., Yasumoto, K., Hashidume, T., Kamimura, K., Nakai, Y., Hirano, S., Shimizu, M., Kominami, R., and Sato R.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 32750-32750
  • DOI: 10.1038/srep32750
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Kaempferol stimulates gene expression of low-density lipoprotein receptor through activation of Sp1 in cultured hepatocytes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ochiai, A., Miyata, S., Iwase, M., Shimizu, M., Inoue, J., and Sato, R.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 24940-24940
  • DOI: 10.1038/srep24940
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 再摂食時に発現が変動する遺伝子の網羅的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 杏子、岩瀬 将盛、鈴木 司、山本 祐司、井上 順
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度大会／東京
• [学会発表] エピゲノム制御による摂食応答遺伝子の発現変動メカニズムの解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 杏子、岩瀬 将盛、鈴木 司、山本 祐司、井上 順
  • 学会等名: 第73回日本栄養・食糧学会大会／静岡
• [学会発表] 抑制性転化因子BCL11Bによる脂肪細胞分化および脂肪蓄積制御の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上順
  • 学会等名: 2017年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 京都女子大（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 転写因子SREBP活性を抑制する食品成分の探索と分子機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上 順
  • 学会等名: 第71回日本栄養・食糧学会大会