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生殖系列のメチオニン代謝制御によるレトロトランスポゾンの抑制機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06240
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

林 良樹  筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 助教 (30508817)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードS-アデノシルメチオニン / トランスポゾン / エピゲノム / N6mA修飾 / 生殖系列 / 老化 / 細胞内代謝 / キイロショウジョウバエ / メチオニン代謝 / レトロトランスポゾン / ショウジョウバエ / エピゲノム修飾
研究成果の概要

本研究の目的は、予備的研究において見出したショウジョウバエ卵巣の生殖系列におけるS-アデノシルメチオニン(SAM)の低産生状態が、生殖系列におけるレトロトランスポゾンの発現抑制を司る仕組みを明らかにすることにある。研究の結果、ショウジョウバエ卵巣におけるSAMの低産生状態は、レトロトランスポゾンの転写を司るプロモーター領域に対するメチル化修飾(N6mA修飾)を低く保つことにより、プロモーター活性を抑え、レトロトランスポゾンの発現を抑制することが明らかとなった。また付加的研究を通じて、生殖系列におけるSAMの低産生状態が生殖系列の老化を遅延する細胞内環境として機能することも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生殖系列におけるレトロトランスポゾン抑制の仕組みは生命の連続性を担保する上で必須の仕組みである。本研究では、生殖系列におけるレトロトランスポゾンの抑制における新規機構としてSAMの低産生状態を特定した。本研究の成果は、生殖系列を特徴づける細胞内代謝状態(SAM低産生状態)の発見、そして細胞内代謝がトランスポゾン抑制の仕組みに寄与することを示した初めての例であり高い学術的意義を有する。また付加的研究により、生殖系列の老化要因として加齢に伴うSAM合成の促進を見出した。これは今後の抗老化創薬等の重要なターゲットとしてSAM合成経路を提示するものであり、社会的意義が極めて高いと考える。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanism underlying retinoic acid-dependent metamorphosis in the starfish2022

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa Shumpei、Hayashi Yoshiki、Kako Koichiro、Sasakura Yasunori、Morino Yoshiaki、Wada Hiroshi
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 492 ページ: 119-125

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2022.10.002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis of S-adenosyl-methionine enhances aging-related defects in Drosophila oogenesis2022

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yoshiki、Kashio Soshiro、Murotomi Kazutoshi、Hino Shinjiro、Kang Woojin、Miyado Kenji、Nakao Mitsuyoshi、Miura Masayuki、Kobayashi Satoru、Namihira Masakazu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-022-09424-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heparan sulfate proteoglycan molecules, syndecan and perlecan, have distinct roles in the maintenance of <i>Drosophila</i> germline stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yoshiki、Shibata Arisa、Kamimura Keisuke、Kobayashi Satoru
    • 雑誌名

      Development, Growth &amp; Differentiation

      巻: 63 号: 6 ページ: 295-305

    • DOI

      10.1111/dgd.12741

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of Non-Random Fertilization by MHC Class I Antigens2020

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Junki、Kang Woojin、Yoshida Keiichi、Takagi Ryota、Kanai Seiya、Hanai Maito、Nakamura Akihiro、Yamada Mitsutoshi、Miyamoto Yoshitaka、Miyado Mami、Kuroki Yoko、Hayashi Yoshiki、Umezawa Akihiro、Kawano Natsuko、Miyado Kenji
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 22 ページ: 8731-8731

    • DOI

      10.3390/ijms21228731

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The regulation of Drosophila ovarian stem cell niches by signaling crosstalk2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hayashi, Yuto Yoshinari, Satoru Kobayashi, Ryusuke Niwa.
    • 雑誌名

      Curr Opin Insect Sci

      巻: 37 ページ: 23-29

    • DOI

      10.1016/j.cois.2019.10.006

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extra-mitochondrial citrate synthase initiates calcium oscillation and suppresses age-dependent sperm dysfunction2020

    • 著者名/発表者名
      Kang Woojin、Harada Yuichirou、Yamatoya Kenji、Kawano Natsuko、Kanai Seiya、Miyamoto Yoshitaka、Nakamura Akihiro、Miyado Mami、Hayashi Yoshiki、Kuroki Yoko、Saito Hidekazu、Iwao Yasuhiro、Umezawa Akihiro、Miyado Kenji
    • 雑誌名

      Laboratory Investigation

      巻: 100 号: 4 ページ: 583-595

    • DOI

      10.1038/s41374-019-0353-3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Glycolysis inhibitsBiosynthesis of S-adenolyl-methionine enhances aging-related defects in Drosophila oogenesis primordial germ-cell development of Drosophila melanogaster2022

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、樫尾 宗志朗、室富 和俊、日野 信次朗、康 宇鎭、宮戸 健二、中尾 光善、三浦 正幸、小林 悟、波平 昌一
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Glycolysis regulates Histone Acetylation during primordial germ cell development of Drosophila2022

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、小林 悟
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 解糖系によるショウジョウバエ生殖系列の発生制御2022

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、木村 遼、影山 りお、小林 悟
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞における系統系によるヒストンアセチル化制御とクロマチン構造への影響評価に向けて2022

    • 著者名/発表者名
      木村 遼、林 良樹、小林 悟
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエ生殖系列の発生過程におけるヒストンラクチル化修飾の観察2022

    • 著者名/発表者名
      影山 りお、林 良樹、小林 悟
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Glycolysis inhibits primordial germ-cell development of Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hayashi, Ryo Kimura, Satoru Kobayashi
    • 学会等名
      日本発生生物学会第54回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Glycolysis inhibits primordial germ-cell development of Drosophila melanogaster2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hayashi, Ryo Kimura, Satoru Kobayashi
    • 学会等名
      第14回日本ショウジョウバエ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞の発生過程における解糖系の役割2021

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、木村 遼、小林 悟
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Glycolysis inhibits primordial germ-cell development of Drosophila melanogaster2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hayashi, Ryo Kimura, Satoru Kobayashi
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Glycolysis regulates Histone Acetylation during Primordial Germ Cell Development of Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kimura, Yoshiki Hayashi, Satoru Kobayashi
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] メチオニン代謝制御による生殖系列におけるレトロトランスポゾンの抑制2019

    • 著者名/発表者名
      林 良樹
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The role of heparan sulfate proteoglycans in Drosophila germline stem cell niche2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hayashi, Arisa Sugiyama, Keisuke Kamimura, Satoru Kobayshi
    • 学会等名
      Proteoglycans 2019 ; New frontiers in the biology of proteoglycan research
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 始原生殖細胞の発生過程における細胞内代謝の役割2019

    • 著者名/発表者名
      林 良樹
    • 学会等名
      第3回がんと代謝研究会・若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] メタボロミクスから見えてきたショウジョウバエ生殖系列の代謝的性質とその役割2019

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、日野 信次朗、樫尾 宗志郎、佐藤 哲也、野田 千代、三浦 正幸、中尾 光善、小林 悟
    • 学会等名
      第13回メタボロームシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] メチオニン代謝制御による生殖系列におけるトランスポゾン抑制機構2019

    • 著者名/発表者名
      林 良樹
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of Methionine Metabolism during Germ-line Development of Drosophila melanogaseter.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hayashi
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Germ Cell 2018,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生殖系列の代謝とその役割 -メチオニン代謝制御によるトランスポゾンの発現制御-2018

    • 著者名/発表者名
      林 良樹
    • 学会等名
      日本発生生物学会秋季シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Methionine metabolism regulates retrotransposon expression in germline of Drosophila melanogaster.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hayashi
    • 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 実施状況報告書
  • [図書] Reproductive & Developmental Strategies for Life Continuity. Chapter 2. Regulatory Mechanisms of the Germline Stem Cell Niche in Drosophila melanogaster.2018

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Y., Kobayashi S.
    • 総ページ数
      789
    • 出版者
      Springer Japan KK
    • ISBN
      9784431566076
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 組織の老化を予防または治療するための組成物2021

    • 発明者名
      林 良樹、波平 昌一
    • 権利者名
      林 良樹、波平 昌一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-112261
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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