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機械的刺激受容系からクロマチンへの新規経路デコード

研究課題

研究課題/領域番号 18055002
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東北大学

研究代表者

小椋 利彦  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (60273851)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
2007年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2006年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワード機械的刺激 / Tbx5 / ゼブラフィッシ / 心臓 / miRNA / メカニカルストレス / 遺伝子発現 / クロマチン / 転写因子 / Crip2
研究概要

運動は心拍増大や心肥大を起こし、脂質代謝など、全身のメタボリズムにも大きく影響する。逆に、運動負荷が無くなると、廃用性萎縮が骨格筋、心筋、骨に現れ、全身のメタボリズムも低下する。運動による刺激、すなわち物理的、機械的な刺激は、どのようにしてこのような生体の変化を起こすのであろうか?本研究は、この問題の本質をとらえて、その分子メカニズムを解明することを目標とした。
本研究では、T-box型転写因子のTbx5の転写調節メカニズムを中心に研究を進めてきた。この過程で、Tbx5のco-activatorとして我々が同定したMKL2が、ゼブラフィッシュの心臓において心拍、心拍に由来する機械的刺激によって細胞質から核内に移行し、Tbx5による転写活性を制御することを見いだし、機械的刺激から遺伝子発現に結びつく新経路を発掘した。また、細胞を伸展するなどして機械的刺激を加えたときに、細胞質から核に移行する因子を複数同定した。これらの因子は、骨代謝、脂肪代謝と肥満、心臓の弁を含む腱の発生などを制御していることが予想される。このことは、心臓発生以外の様々な局面で、機械的刺激、力学的刺激が遺伝子発現に直接影響を及ぼすものであること、生体恒常性維持の多様な局面でこの制御機構が働いていることを意味している。また、心臓において、血流依存的に発現するmiRNAを複数同定し、ノックダウン実験を行ない、房室弁、大動脈弁の形成に重要であることを見いだした。
ゼブラフィッシュを用いた実験では、心拍自体が心筋分化、心臓形態の形成に大きく影響しており、心停止は心筋特異的遺伝子の発現減弱を引き起こし、心臓の臓器としての成熟を遅らせる。このように、細胞、組織に加わる機械的な刺激は、様々な生物学的現象を誘導するが、その分子メカニズムは不明のまま残されている。本研究では、機械的刺激、力学的刺激が生体に及ぼす影響とそのシグナル伝達機構の一端を解明することができた。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Csrp1 regulates dynamic cell movements of the mesendoderm and cardiac mesoderm through interactions with Dishevelled and Diversin.2007

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka, K.Y., et. al.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104

      ページ: 11274-11279

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Daam1 regulates the endocytosis of EphB during the convergent extension of the zebrafish notochord.2007

    • 著者名/発表者名
      Kida, Y.S., et. al.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104

      ページ: 6708-6713

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Daaml-mediaed non-canonical Wnt signaling regulates the endocytosis of EphB, the event that triggers the convergent extension movement of zebrafish notochord.2007

    • 著者名/発表者名
      Y.S.Kida et al.
    • 雑誌名

      Pro. Natl. Acad. Sci. (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] PETA3 is a novel Wnt/PCP pathway component during zebrafish gastrulation.2008

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka, K.Y., et. al.
    • 学会等名
      Keystone Symposium
    • 発表場所
      Colorado, USA
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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