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H3K27脱メチル化とシグナル伝達を連結する長鎖ncRNAによるがん細胞運命制御

研究課題

研究課題/領域番号 19H03501
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50010:腫瘍生物学関連
研究機関浜松医科大学

研究代表者

北川 雅敏  浜松医科大学, 医学部, 教授 (50294971)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード長鎖ノンコーディングRNA / エピゲノム因子 / 転写制御 / ヒストン脱メチル化 / シグナル伝達 / 遺伝子発現 / エピゲノム / 細胞運命 / 長鎖ncRNA / ヒストンメチル化
研究開始時の研究の概要

がん細胞運命決定と運命転換後の状態の維持には、それを指示するシグナル伝達機構とエピジェネティックな機構の連結が必須であるが、不明な点が多い。我々は、がん細胞運命シグナルの一つであるTGF-betaシグナリングに注目し、その制御に機能する長鎖ノンコーディングRNA (lncRNA)を同定、機能解析している。本研究では特に転写活性化の促進/維持に機能するH3K27の脱メチル化にフォーカスし、その脱メチル化酵素であるKDM6A/Bと結合するlncRNAの同定と、そのlncRNAに結合する転写因子およびリンクするシグナル伝達経路を明らかにし、がん細胞運命制御における機能に迫る。

研究成果の概要

我々はTGFβで誘導され上皮間葉転換(EMT)に関与する新規長鎖ncRNA(lncRNA)としてELIT-1を見出した。ELIT-1はTGFβ-Smad経路を介して転写誘導される。ELIT-1はSmadと結合し、Snail、N-cadherin、等のEMT関連遺伝子の転写を促進し、EMTを正に制御する。さらに本研究によりELIT-1はあるH3K27脱メチル化酵素(KDM-Xとする)と結合することが証明された。ELIT-1は標的遺伝子のプロモーターへのKDM-XのリクルートをSmad3依存的に促進することにより標的遺伝子のH3K27脱メチル化を促進し、遺伝子発現を助けることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの研究で、ヒストン脱メチル化を含むエピゲノム修飾によるクロマチン構造制御が遺伝子の発現制御に極めて重要であることは周知の事実である。しかしながらエピゲノム因子はDNA結合能を持たず、どのようなメカニズムで遺伝子特異的なエピゲノム修飾を実行するのかは不明な点が多かった。本研究により、lncRNAが転写因子とエピゲノム因子と結合して、転写因子依存的に標的遺伝子のプロモーターへエピゲノム因子を運ぶ機能をしていることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Long Noncoding RNA ELIT-1 Acts as a Smad3 Cofactor to Facilitate TGFβ/Smad Signaling and Promote Epithelial-Mesenchymal Transition.2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai S, Ohhata T, Kitagawa K, Uchida C, Aoshima T, Niida H, Suzuki T, Inoue Y, Miyazawa K, Kitagawa M.
    • 雑誌名

      Cancer Res

      巻: 79(11) 号: 11 ページ: 2821-38

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-18-3210

    • 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
  • [学会発表] 新規 lncRNA ELIT-1 は Smad3 コファクターとして TGF βシグナリング と EMT を促進する2019

    • 著者名/発表者名
      北川雅敏
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Smad3の標的遺伝子へのリクルーターとして機能する新規lncRNA ELIT-12019

    • 著者名/発表者名
      北川雅敏、酒井聡、大畑樹也
    • 学会等名
      第21回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] TGF βによって誘導され、TGF β-Smadシグナリングの正の制御因子として機能する新規lncRNA ELIT-12019

    • 著者名/発表者名
      北川雅敏、酒井聡、大畑樹也
    • 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] A novel lncRNA ELIT-1 promotes Snail induction and EMT via TGFb signaling2019

    • 著者名/発表者名
      北川雅敏
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Long noncoding RNA ELIT-1 act as a Smad3 cofactor to promotes TGFbeta-Smad signaling and epithelial-mesenchymal transition2019

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kitagawa, Tatsuya Ohhata, Satoshi Sakai
    • 学会等名
      EMBO Workshop The Non-Coding Genome
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 浜松医科大学医学部分子生物学講座

    • URL

      https://www.hama-med.ac.jp/education/fac-med/dept/mol-biol/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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