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クロマチン制御による熱ショック応答の調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02697
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 瀧井 良祐  山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (00419558)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021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 / 熱ショック転写因子 / プロテオスタシス / 転写 / クロマチン / がん / 悪性黒色腫
研究開始時の研究の概要

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(HSP)などの発現を介してプロテオスタシス容量を調節する鍵因子であり、その異常は神経変性疾患やがんの病態進行と関連する。本研究では、新しいChIP-MS法を用いたHSF1転写複合体の同定と解析を基盤として、これまで不明であったHSP遺伝子のクロマチン弛緩と転写の調節機構を解明し、それがプロテオスタシス容量およびがんのモデルに与える効果について明らかにする。そして、これらの知見を基に、がんの新規治療ターゲットを提案する。

研究成果の概要

熱ショック遺伝子の転写は熱ショック転写因子HSF1によって制御され、その制御はがんなどの病態進行と関連する。本研究では、HSF1転写複合体の同定と解析を基盤として熱ショック遺伝子のクロマチン構造と転写の調節機構を解明した。特に、HSF1のリン酸化依存的に熱ショック遺伝子プロモーターへ引き寄せられるヒストンアセチル化酵素TRRAP/TIP60複合体とユビキチン化酵素TRIM33/24を介した調節機構を示した。さらに、このHSF1リン酸化が悪性黒色腫の治療ターゲットとなることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱ストレスによる熱ショック遺伝子の転写誘導は、誘導性遺伝子発現のモデルとして研究されてきた。本研究により、HSF1リン酸化によって誘導される新規のヒストンアセチル化依存的なヒストンユビキチン化の分子機構を明らかにし、一連のヒストン化学修飾がクロマチン構造と転写を制御することを示した。また、HSF1リン酸化とそのリン酸化酵素PLK1を抑制することが悪性黒色腫の治療法の開発に役立つことも示した。

報告書

(3件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] HSF1 phosphorylation establishes an active chromatin state via the TRRAP TIP60 complex and promotes tumorigenesis2022

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Mitsuaki、Takii Ryosuke、Matsumoto Masaki、Okada Mariko、Nakayama Keiich I.、Nakato Ryuichiro、Fujiki Katsunori、Shirahige Katsuhiko、Nakai Akira
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 4355-4355

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32034-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lack of Hikeshi activates HSF1 activity under normal conditions and disturbs the heat-shock response.2022

    • 著者名/発表者名
      Kose, S., Imai, K., Watanabe, A., Nakai, A., Suzuki, Y., Imamoto, N.
    • 雑誌名

      Life Sci. Alliance

      巻: 5 号: 9 ページ: e202101241-e202101241

    • DOI

      10.26508/lsa.202101241

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 熱ショック応答における転写開始前複合体形成の調節機構2022

    • 著者名/発表者名
      瀧井 良祐、中井 彰
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 94 ページ: 102-107

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MED12 interacts with the heat‐shock transcription factor HSF1 and recruits CDK8 to promote the heat‐shock response in mammalian cells2021

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

      FEBS Letters

      巻: 595 号: 14 ページ: 1933-1948

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14139

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ferroptosis inducer erastin sensitizes NSCLC cells to celastrol through activation of the ROS-mitochondrial fission-mitophagy axis.2021

    • 著者名/発表者名
      Liu M, Fan Y, Li D, Han B, Meng Y, Chen F, Liu T, Song Z, Han Y, Huang L, Chang Y, Cao P, Nakai A, and Tan K.
    • 雑誌名

      Molecular Oncology

      巻: 15 号: 8 ページ: 2084-2105

    • DOI

      10.1002/1878-0261.12936

    • 関連する報告書
      2021 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] Testicular localization of activating transcription factor 1 and its potential function during spermatogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Tabara Masanori、Shiraishi Koji、Takii Ryosuke、Fujimoto Mitsuaki、Nakai Akira、Matsuyama Hideyasu
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 105 号: 4 ページ: 976-986

    • DOI

      10.1093/biolre/ioab099

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] HSF1 regulates mitochondrial proteotoxic stress response in mammals2022

    • 著者名/発表者名
      Katiyar A, Fujimoto M, Takii R, Srivastava A, and Nakai A.
    • 学会等名
      The 46th FEBS Congress. ( Lisbon, Portugal)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生理的温度変化に適応するための熱ショック転写因子群の機能進化2022

    • 著者名/発表者名
      瀧井良祐、Pandey Akanksha、岡田真理子、藤本充章、中井 彰
    • 学会等名
      第16回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] メディエーターキナーゼモジュールのMED12はHSF1凝縮物の形成を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      岡田真理子、藤本充章、Pandey Akanksha、瀧井良祐、中井 彰
    • 学会等名
      第16回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 熱ストレス誘導性のHSF1凝縮物はメディエーターの天然変性領域を集積させる2022

    • 著者名/発表者名
      岡田真理子、藤本充章、Pandey Akanksha、瀧井良祐、中井 彰
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] PLKを介したHSF1リン酸化はメラノーマ細胞の増殖と腫瘍形成を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      藤本充章、瀧井良祐、岡田真理子、Pandey Akanksha、中井 彰
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 生理的温度変化における熱ショック転写因子HSF1とHSF3の役割2022

    • 著者名/発表者名
      瀧井良祐、Pandey Akanksha、岡田真理子、藤本充章、中井 彰
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] HSF1のリン酸化は活性クロマチン状態を促してがん細胞のプロテオスタシスを維持する2021

    • 著者名/発表者名
      藤本充章、中井 彰
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会シンポジウム「プロテオスタシスを維持するネットワーク経路」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CDK8によるHSF1-S326のリン酸化は熱ショック応答を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      瀧井良祐、Pratibha Srivastava、岡田真理子、藤本充章、中井 彰
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] HSF1-TRRAP複合体よるエピゲノムとプロテオスタシス容量の制御2021

    • 著者名/発表者名
      藤本充章、瀧井良祐、岡田真理子、中井 彰
    • 学会等名
      第15回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 液相分離を介したHSF1転写複合体の解析2021

    • 著者名/発表者名
      岡田真理子、藤本充章、瀧井良祐、中井 彰
    • 学会等名
      第15回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 熱ショック転写因子HSF1の液滴形成の解析2021

    • 著者名/発表者名
      岡田真理子、藤本充章、Pratibha Srivastava、瀧井良祐、中井 彰
    • 学会等名
      第44回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物の熱ショック転写因子遺伝子HSF1とHSF3の機能進化2021

    • 著者名/発表者名
      瀧井良祐、Pratibha Srivastava、岡田真理子、藤本充章、中井 彰
    • 学会等名
      第44回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] ミトコンドリアダイナミクス(プロテオスタシスを維持するためのミトコンドリア不良タンパク質応答)2021

    • 著者名/発表者名
      中井彰、瀧井良祐、藤本充章
    • 総ページ数
      458
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437466
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] ヒトゲノム事典(細胞質シャペロンと調節因子、ミトコンドリアシャペロンと調節因子)2021

    • 著者名/発表者名
      中井 彰
    • 総ページ数
      448
    • 出版者
      一色出版
    • ISBN
      9784910389127
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 山口大学医学部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
      2022 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
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] ポロ様キナーゼ1(PLK1)阻害剤を有効成分とするがんの治療剤2022

    • 発明者名
      藤本充章、中井 彰
    • 権利者名
      山口大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-091044
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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