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運動による転写制御の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K11677
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59040:栄養学および健康科学関連
研究機関愛知医科大学

研究代表者

榊原 伊織  愛知医科大学, 医学部, 講師 (50734662)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード骨格筋 / 運動 / エピゲノム / 転写 / 転写因子
研究開始時の研究の概要

運動はサルコペニアの予防作用を有しており、運動の骨格筋への作用機構を分子レベルで解明することは新しいサルコペニアの予防・治療薬の開発につながるため、非常に有意義である。運動の刺激は骨格筋の遺伝子発現を変化させるが、運動刺激を骨格筋の遺伝子の発現変化へと変換する分子機構には不明な点が多い。運動による転写制御には、1回の運動による一過性の転写誘導と継続的な運動による持続する転写変化に分けることができる。遺伝子発現は、転写因子とエピゲノム修飾酵素によって制御されるため、運動によって活性化される転写因子とエピゲノム修飾酵素を同定することを目的とした。

研究成果の概要

運動により誘導されるシグナルを網羅的に解析するために、運動時の骨格筋の核抽出タンパク質におけるリン酸化プロテオミクス解析を行なった。その結果、リン酸化シグナルを受けるタンパク質としてエピゲノム修飾酵素Phf2を同定した。PHF2の機能を解明するために、Phf2遺伝子の欠損したC2C12細胞に電気刺激装置(EPS)を用いたin vitroの運動モデルを用いて、遺伝子発現に与える変化を解析したところ、PHF2が運動による骨格筋の遅筋化を制御するエピゲノム修飾酵素であることが示唆された。続いて、Phf2の生理機能を解明するために、骨格筋特異的なPhf2欠損マウスを作出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢社会の現在、全身の筋力低下(サルコペニア)は重要課題である。運動はサルコペニアの予防作用を有しており、運動の骨格筋への作用機構を分子レベルで 解明することは新しいサルコペニアの予防・治療薬の開発につながるため、非常に有意義である。運動は骨格筋の遺伝子発現を変化させるが、運動刺激を骨格筋 の遺伝子の発現変化へと変換する分子機構には不明な点が多い。そこで、本研究では、運動による転写制御の分子機構を解明するために研究を行った。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] PHF2 regulates sarcomeric gene transcription in myogenesis2024

    • 著者名/発表者名
      Fukushima T, Hasegawa Y, Kuse S, Fujioka T, Nikawa T, Masubuchi S, Sakakibara I.
    • 雑誌名

      PLoS One .

      巻: 19 号: 5 ページ: e0301690-e0301690

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0301690

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcriptome Analyses of In Vitro Exercise Models by Clenbuterol Supplementation or Electrical Pulse Stimulation2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Taku、Takata Miho、Kato Ayano、Uchida Takayuki、Nikawa Takeshi、Sakakibara Iori
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 号: 21 ページ: 10436-10436

    • DOI

      10.3390/app112110436

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 運動によるエピゲノム制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      榊原伊織
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動によるエピゲノム制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      榊原伊織
    • 学会等名
      日本筋学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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