代謝関連分子の網羅的絶対定量に基づく骨格筋代謝研究の新展開

• 研究課題/領域番号: 18K15011
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分48020:生理学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松崎 芙美子 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (10631773)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 骨格筋 / インスリン / マルチオミクス / 代謝 / プロテオミクス / 微分方程式モデル

研究成果の概要

本研究では、インスリンを投与したマウスを用いて骨格筋構成分子の濃度やその時間変化を大規模に定量し、その存在量・時間変化・分子間相互作用の特徴を明らかにした。また、インスリンに応答して時間変化が見られた代謝物・タンパク質（発現量もしくはリン酸化修飾量が変化したもの）・RNAおよびそれらの制御分子候補の間の相互作用ネットワーク（約1万ノード・2万エッジ）を構築し、インスリンにより骨格筋で誘導される分子制御の全体像を可視化した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

網羅的な分子定量から分子間相互作用ネットワークの構築・特徴解析・可視化までのワークフローの開発により、大規模データと既存知識を統合して生物組織において誘導される分子制御の全体像の理解が可能になった。このアプローチは拡張性が高いことから、適用範囲は骨格筋代謝に限らない。今後、より幅広い生命現象の制御メカニズム理解への応用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] An extensive and dynamic trans-omic network illustrating prominent regulatory mechanisms in response to insulin in the liver (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki Fumiko、Uda Shinsuke、Yamauchi Yukiyo、Matsumoto Masaki、Soga Tomoyoshi、Maehara Kazumitsu、Ohkawa Yasuyuki、Nakayama Keiichi I.、Kuroda Shinya、Kubota Hiroyuki
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 36 号: 8 ページ: 109569-109569
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109569
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Trans-omic analysis of insulin response in the liver (2022)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsuzaki, Shinsuke Uda, Yukiyo Yamauchi, Masaki Matsumoto, Tomoyoshi Soga, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa, Keiichi I. Nakayama, Shinya Kuroda, Hiroyuki Kubota
  • 学会等名: The 31st Hot Spring Harbor International Symposium: Expanding views on Systems biology and Immunology
  • 国際学会
• [学会発表] トランスオミックネットワーク作成による分子制御機構の可視化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松崎芙美子, 湯通堂紀子, 山内幸代, 宇田新介, 和泉自泰, 高橋政友, 中尾素直, 油屋駿介, 馬場健史, 曽我朋義, 菊竹智恵, 須山幹太, 原田哲仁, 前原一満, 大川恭行, 松本雅記, 中山敬一, 黒田真也, 久保田浩行
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Trans-omic analysis of insulin response in the liver (2022)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsuzaki, Shinsuke Uda, Yukiyo Yamauchi, Hiroyuki Kubota
  • 学会等名: International Symposium on Evolutionary Genomics and Bioinformatics 2022 (ISEGB2022)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 肝臓インスリン応答の時系列トランスオミクス解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松崎芙美子
  • 学会等名: IIBMP2021（2021年日本バイオインフォマティクス学会年会 第10回生命医薬情報学連合大会）
  • 招待講演
• [学会発表] 時系列トランスオミクス解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松崎芙美子, 宇田新介, 山内幸代, 松本雅記, 曽我朋義, 前原一満, 大川恭行, 中山敬一, 黒田真也, 久保田浩行
  • 学会等名: IIBMP2020（2020年日本バイオインフォマティクス学会年会 第9回生命医薬情報学連合大会）
• [学会発表] Integrated analysis through multiple molecular layers: transomic network dynamics (2020)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsuzaki, Shinsuke Uda, Yukiyo Yamauchi, Masaki Matsumoto, Tomoyoshi Soga, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa, Keiichi I. Nakayama, Shinya Kuroda, Hiroyuki Kubota
  • 学会等名: The 29th Hot Spring Harbor International Symposium, Cutting Edge of Technical Innovations in Trans-Omics
  • 国際学会
• [学会発表] 時系列トランスオミクス解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松崎芙美子, 宇田新介, 山内幸代, 松本雅記, 曽我朋義, 前原一満, 大川恭行, 中山敬一, 黒田真也, 久保田浩行
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Time Series Transomics: Integrated analysis through multiple molecular layers (2019)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsuzaki, Shinsuke Uda, Yukiyo Yamauchi, Masaki Matsumoto, Tomoyoshi Soga, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa, Keiichi I. Nakayama, Shinya Kuroda, Hiroyuki Kubota
  • 学会等名: The 20th International Conference on Systems Biology
  • 国際学会
• [学会発表] Time Series Transomics: Integrated analysis through multiple molecular layers (2019)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsuzaki, Shinsuke Uda, Yukiyo Yamauchi, Masaki Matsumoto, Keiichi I. Nakayama, Hiroyuki Kubota
  • 学会等名: 1st International symposium on interdisciplinary approaches to integrative understanding of biological signaling networks
  • 国際学会
• [学会発表] Time Series Transomics: Integrated analysis through multiple molecular layers (2019)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsuzaki, Shinsuke Uda, Yukiyo Yamauchi, Hiroyuki Kubota
  • 学会等名: 2nd Diversity Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 時系列トランスオミクス解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松崎芙美子, 宇田新介, 山内幸代, 黒田真也, 久保田浩行
  • 学会等名: 定量生物学の会 第九回年会
• [学会発表] TRANSOMICS: Integrated Analysis Through Multiple Molecular Layers (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsuzaki, Shinsuke Uda, Yukiyo Yamauchi, Hiroyuki Kubota
  • 学会等名: The 19th International Conference on Systems Biology
  • 国際学会
• [学会発表] TRANSOMICS: Integrated Analysis Through Multiple Molecular Layers (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsuzaki, Shinsuke Uda, Yukiyo Yamauchi, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa, Masaki Matsumoto, Keiichi I. Nakayama, Hiroyuki Kubota
  • 学会等名: The Joint Symposium of the 13th International Symposium of the Institute Network for Biomedical Sciences and the 28th Hot Spring Harbor International Symposium 2018
  • 国際学会
• [図書] 疾患原因遺伝子・タンパク質の解析技術と創薬/診断技術への応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 執筆者：81名、技術情報協会
  • 総ページ数: 530
  • 出版者: 技術情報協会
  • ISBN: 9784861048777
• [備考] 九州大学 生体防御医学研究所 統合オミクス分野
  • URL: https://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/omics/
• [備考] 九州大学 生体防御医学研究所 統合オミクス分野
  • URL: http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/omics/