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アセチルCoAを接点としたグルコース代謝とFOXO1アセチル化の制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K08193
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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

大徳 浩照  筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 講師 (30361314)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードFOXO / アセチル化 / 糖代謝 / グルコース / 線虫 / 寿命 / FOXO1 / 転写因子 / 老化 / 転写制御
研究成果の概要

血糖値の恒常性維持や寿命延長の鍵となる転写因子FOXO1は、インスリン-Aktシグナル経路を介したリン酸化に加えて、CBPによるアセチル化制御を受けることが知られていたが、アセチル化の引き金となる生理的条件は不明であった。本研究では、「過剰なグルコース代謝が細胞内のアセチルCoA量を上昇させることでFOXO1のアセチル化を亢進する」という仮説の検証を進め、高グルコース条件下で培養したヒト細胞株では、解糖系の代謝を介してFOXO1のアセチル化が亢進することを見出した。また線虫のFOXO1オルソログであるDAF-16のアセチル化も高グルコース条件下で亢進し、リン酸化非依存的に寿命を短縮した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果から、糖新生(空腹時に血糖値を維持する仕組み)の調節を担う転写因子FOXO1には、血中インスリン濃度に応じたリン酸化による抑制に加えて、血糖そのものの濃度に応じたアセチル化による抑制も受けることが明らかとなった。この第2のブレーキの発見は、2型糖尿病の主たる要因であるインスリン抵抗性においても、糖新生を抑える手段を提示するものであり、新たな創薬のターゲットになり得るものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Tricarboxylic acid cycle activity suppresses acetylation of mitochondrial proteins during early embryonic development in Caenorhabditis elegans.2019

    • 著者名/発表者名
      Hada Kazumasa、Hirota Keiko、Inanobe Ai、Kako Koichiro、Miyata Mai、Araoi Sho、Matsumoto Masaki、Ohta Reiya、Arisawa Mitsuhiro、Daitoku Hiroaki、Hanada Toshikatsu、Fukamizu Akiyoshi
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 294 号: 9 ページ: 3091-3099

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.004726

    • NAID

      120007133475

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The GATA transcription factor ELT-2 modulates both the expression and methyltransferase activity of PRMT-1 in Caenorhabditis elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Araoi Sho、Daitoku Hiroaki、Yokoyama Atsuko、Kako Koichiro、Hirota Keiko、Fukamizu Akiyoshi
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 433-440

    • DOI

      10.1093/jb/mvy012

    • NAID

      40021555333

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric arginine dimethylation modulates mitochondrial energy metabolism and homeostasis in Caenorhabditis elegans.2017

    • 著者名/発表者名
      Sha L, Daitoku H, Araoi S, Kaneko Y, Takahashi Y, Kako K, and Fukamizu A.
    • 雑誌名

      Mol. Cell. Biol.

      巻: 37 号: 6 ページ: 00504-00516

    • DOI

      10.1128/mcb.00504-16

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simultaneous ablation of prmt-1 and prmt-5 abolishes asymmetric and symmetric arginine dimethylations in Caenorhabditis elegans.2017

    • 著者名/発表者名
      Hirota K., Shigekawa C., Araoi S., Sha L., Inagawa T., Kanou A., Kako K., Daitoku H., and Fukamizu A.
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 521-527

    • DOI

      10.1093/jb/mvw101

    • NAID

      40021278532

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 線虫ヒストンにおける新規ヒスチジンメチル基転移酵素の探索2019

    • 著者名/発表者名
      林岳宏、大徳浩照、中島実咲、加香孝一郎、深水昭吉
    • 学会等名
      2019年度 日本生化学会関東支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] in vivoスクリーニング系による新規ヒスチジンメチル基転移酵素の探索2019

    • 著者名/発表者名
      林岳宏、大徳浩照、中島実咲、染谷百香、春木陽香理、田島達也、加香孝一郎、深水昭吉
    • 学会等名
      第92回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 線虫 C. elegansにおける開始メチオニンtRNA m1A58修飾が寿命に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      宮田 真衣、大徳 浩照、角 直亮、横山 航、廣田 恵子、深水 昭吉
    • 学会等名
      2018年度 日本生化学会関東支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] RNAメチル化修飾による寿命制御メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      大徳 浩照、廣田 恵子、宮田 真衣、角 直亮、深水 昭吉
    • 学会等名
      第72回 日本栄養・食糧学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 線虫 C. elegans のリボソームに対するヒスチジンメチル基転移酵素hpm-1の役割2018

    • 著者名/発表者名
      中島 実咲、大徳 浩照、狩野 明彦、廣田 恵子、深水 昭吉
    • 学会等名
      第91回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 線虫 C. elegansにおける開始メチオニンtRNA m1A58修飾を介した寿命制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      大徳 浩照、宮田 真衣、角 直亮、横山 航、廣田 恵子、深水 昭吉
    • 学会等名
      第91回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 線虫C. elegansにおける転写因子DAF-16の活性化に働く熱センサーの同定2017

    • 著者名/発表者名
      新生翔、大徳浩照、金子悠太、深水昭吉
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 実験医学 特集 RNAが修飾される2018

    • 著者名/発表者名
      宮田真衣、大徳浩照、深水昭吉
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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