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HSF1による新規転写調節機構を介したプロテオスタシス維持機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02625
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分49010:病態医化学関連
研究機関山口大学

研究代表者

中井 彰  山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60252516)

研究分担者 藤本 充章  山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (80359900)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード熱ショック応答 / 熱ショックタンパク質 / 転写因子 / RNAポリメラーゼ / シュゴシン / メディエーター / リン酸化 / プロテオスタシス / 熱ショック / 転写 / 転写開始前複合体 / RNAポリメラーゼII / 染色体分配
研究成果の概要

熱ショック応答を制御する転写因子HSF1は、熱ショックタンパク質HSP70などの発現調節を介してプロテオスタシス容量を維持する鍵因子であり、その調節異常は神経変性疾患やがんと関連する。本研究により、熱ストレスでリン酸化されたHSF1がシュゴシンSGO2を介してRNAポリメラーゼIIと相互作用することで転写開始前複合体形成を促進し、HSP70転写誘導を引き起こすことが明らかとなった。また、同時にリクルートされるメディエーターMED12-CDK8はこのHSF1リン酸化と転写開始前複合体形成を促進していた。これらの新規機構はプロテオスタシス容量の維持に寄与していることも分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに、HSF1のいくつかのアミノ酸のリン酸化と転写誘導能に相関関係があることは知られていたが、本研究によってはじめてHSF1の単一アミノ酸のリン酸化による転写誘導機構が明らかとなった。その機構は、細胞分裂期のセントロメア結合を保護するSGO2を介した転写開始前複合体形成の促進であった。SGO2が間期の転写誘導とプロテオスタシス容量の維持に寄与することの発見は、分子生物学領域で大きなインパクトを与えた。さらに、MED12-CDK8によるHSF1リン酸化を介した転写開始前複合体形成の促進も明らかとなり、がんの治療ターゲットの可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 5件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Nuciferine protects against folic acid-induced acute kidney injury by inhibiting ferroptosis2021

    • 著者名/発表者名
      Li D, Liu B, Fan Y, Liu M, Han B, Meng Y, Xu X, Song Z, Liu X, Hao Q, Duan X, Nakai A, Chang Y, Cao P, and Tan K
    • 雑誌名

      British Journal of Pharmacology

      巻: 178 号: 5 ページ: 1182-1199

    • DOI

      10.1111/bph.15364

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] HSF1 is required for induction of mitochondrial chaperones during the mitochondrial unfolded protein response2020

    • 著者名/発表者名
      Katiyar Arpit、Fujimoto Mitsuaki、Tan Ke、Kurashima Ai、Srivastava Pratibha、Okada Mariko、Takii Ryosuke、Nakai Akira
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 10 号: 6 ページ: 1135-1148

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12863

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Uric Acid-Induced Enhancements of Kv1.5 Protein Expression and Channel Activity via the Akt-HSF1-Hsp70 Pathway in HL-1 Atrial Myocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Taufiq Fikri、Maharani Nani、Li Peili、Kurata Yasutaka、Ikeda Nobuhito、Kuwabara Masanari、Otani Naoyuki、Miake Junichiro、Hasegawa Akira、Tsuneto Motokazu、Shirayoshi Yasuaki、Ninomiya Haruaki、Saitoh Tatsuya、Nakai Akira、Yamamoto Kazuhiro、Hisatome Ichiro
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 83 号: 4 ページ: 718-726

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-18-1088

    • NAID

      130007620506

    • ISSN
      1346-9843, 1347-4820
    • 年月日
      2019-03-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] HSF1 phosphorylation by cyclosporin A confers hyperthermia sensitivity through suppression of HSP expression.2019

    • 著者名/発表者名
      Shao J, Han B, Cao P, Zhang B, Liu M, Li D, Zhou N, Hao Q, Duan X, Chang Y, Nakai A, Fan Y, Tan K
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Regulatory Mechanisms

      巻: 1862 号: 8 ページ: 846-857

    • DOI

      10.1016/j.bbagrm.2019.04.009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The pericentromeric protein shugoshin 2 cooperates with HSF1 in heat shock response and RNA Pol II recruitment2019

    • 著者名/発表者名
      Takii Ryosuke、Fujimoto Mitsuaki、Matsumoto Masaki、Srivastava Pratibha、Katiyar Arpit、Nakayama Keiich I、Nakai Akira
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 38 号: 24

    • DOI

      10.15252/embj.2019102566

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] PARP1 promotes the human heat shock response by facilitating HSF1 binding to DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Mitsuaki、Takii Ryosuke、Katiyar Arpit、Srivastava Pratibha、Nakai Akira
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 38 号: 13

    • DOI

      10.1128/mcb.00051-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acute HSF1 depletion induces cellular senescence through the MDM2-p53-p21 pathway in human diploid fibroblasts.2018

    • 著者名/発表者名
      Oda T, Sekimoto T, Kurashima K, Fujimoto M, Nakai A, Yamashita T.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 印刷中 号: 9

    • DOI

      10.1242/jcs.210724

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 熱ショック応答によるプロテオスタシス制御と老化関連疾患2018

    • 著者名/発表者名
      藤本充章、中井 彰
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 267 ページ: 919-926

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MED12による熱ショック応答の制御機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      瀧井良祐、Pratibha Srivastava、藤本充章、Arpit Katiyar、岡田真理子、中井 彰
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 熱ストレス応答の分子機構とプロテオスタシス制御2020

    • 著者名/発表者名
      中井 彰
    • 学会等名
      第73回日本酸化ストレス学会シンポジウム「ストレス応答による生体防御の分子機構」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リン酸化によるHSF1転写複合体とプロテオスタシスの制御2020

    • 著者名/発表者名
      中井 彰
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会ワークショップ「ストレス応答性シグナル伝達の新地平」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HSF1-S419リン酸化による熱ショック応答の調節2020

    • 著者名/発表者名
      藤本充章、瀧井良祐、Pratibha Srivastava、岡田真理子、中井 彰
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MED12-CDK8 promotes the heat shock response in mammalian cells2020

    • 著者名/発表者名
      Pratibha Srivastava, Ryosuke Takii, Mariko Okada, Mitsuaki Fujimoto, Akira Nakai
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] HSF1-PARP複合体のPAR化とリン酸化による熱ショック応答の調節2019

    • 著者名/発表者名
      藤本充章、瀧井良祐、Katiyar Arpit、Srivastava Pratibha、岡田真理子、中井彰
    • 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] HSF1を介するミトコンドリア不良タンパク質応答の分子機構2019

    • 著者名/発表者名
      カティヤール・アルピット、藤本充章、瀧井良祐、シュリバスタバ・プラティバ、岡田真理子、中井 彰
    • 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] 染色体関連因子SGO2は熱ストレス時の転写促進因子として働く2019

    • 著者名/発表者名
      瀧井良祐、藤本充章、Pratibha Srivastava 、Arpit Katiyar、岡田真理子、中井 彰
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HSF1 regulates the mitochondrial UPR response in mammals2019

    • 著者名/発表者名
      Arpit Katiyar, Mitsuaki Fujimoto, Ryosuke Takii, Pratibha Srivastava, Mariko Okada, and Akira Nakai
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HSF1-TRRAP複合体によるプロテオスタシス容量の制御2019

    • 著者名/発表者名
      藤本充章、中井 彰
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 染色体関連因子SGO2が熱ショック応答を促進する機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      瀧井良祐、藤本充章、Arpit Katiyar、Pratibha Srivastava、岡田真理子、中井 彰
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 熱ショック応答の制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      中井 彰
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会シンポジウム「ストレス応答によるプロテオスタシス制御の新展開」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トカゲHSF1とHSF3は熱ショック応答を協調的に制御する2018

    • 著者名/発表者名
      瀧井良祐、藤本充章、Arpit Katiyar、Pratibha Srivastava、中井 彰
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cyclosporin A suppresses heat shock response through regulating HSF1 activity during proteotoxic stresses.2018

    • 著者名/発表者名
      譚 克、 邵 静宇、 韓 貝貝、 段 相林、 中井 彰、 樊 玉梅
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 熱ショック遺伝子の転写調節機構2018

    • 著者名/発表者名
      中井 彰
    • 学会等名
      第13回臨床ストレス応答学会大会シンポジウム「細胞ストレスと細胞老化」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 熱ショック転写因子HSF1はMDM2-p53-p21経路を介して細胞老化を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      山下孝之、小田司、関本隆志、倉島公憲、藤本充章、中井 彰
    • 学会等名
      第13回臨床ストレス応答学会大会シンポジウム「細胞ストレスと細胞老化」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HSF1-PARP複合体の PAR化とリン酸化による制御2018

    • 著者名/発表者名
      藤本充章、瀧井良祐、Arpit Katiyar、Pratibha Srivastava、中井 彰
    • 学会等名
      第13回臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 染色体関連因子による熱ショック遺伝子の転写誘導機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      瀧井 良祐、藤本 充章、Katiyar Arpit、Srivastava Pratibha、中井 彰
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年ワークショップ「シグナル伝達から転写、RNAプロセシングが連携したRNA合成メカニズムの新展開に迫る」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] HSF1 is required for mitochondrial proteotoxic stress response in mammals2018

    • 著者名/発表者名
      Arpit Katiyar, Mitsuaki Fujimoto, Ryosuke Takii, Pratibha Srivastava, Akira Nakai
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] HSF1はミトコンドリア不良タンパク質応答におけるミトコンドリアシャペロンの誘導に必要である

    • URL

      http://ds22.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~seika2/HSF120200420.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] タンパク質修復のための遺伝子誘導メカニズムを解明

    • URL

      http://ds22.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~seika2/Takii%202019%20EMBO%20J/Takii%202019%20EMBO%20J.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 免疫抑制剤であるシクロスポリンAが熱ショック応答を抑制する

    • URL

      http://ds22.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~seika2/Jingyu%2020190513.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 山口大学大学院医学系研究科医化学講座ホームページ

    • URL

      http://ds22.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~seika2/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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