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ヒストン修飾酵素の翻訳調節を介したポリアミンによる遺伝子発現制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15258
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関星薬科大学 (2023)
千葉科学大学 (2021-2022)

研究代表者

坂本 明彦  星薬科大学, 薬学部, 助教 (10737290)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードヒストン修飾 / ヒストンメ脱メチル化酵素 / ポリアミン / 翻訳 / 遺伝子発現 / ヒストン脱メチル化酵素
研究開始時の研究の概要

ヒストン修飾異常は、がんや生活習慣病などの疾病との関連が報告されており、ヒストン修飾酵素の異常に起因する。しかし、ヒストン修飾酵素を制御する明確な因子は見つかっておらず、根本的な解明には至っていない。本研究では、細胞増殖因子ポリアミンによるヒストン脱メチル化酵素発現制御機構を解析し、遺伝子発現やヒストン修飾動態に果たすポリアミンの役割を明らかにする。

研究成果の概要

ヒストン修飾は真核生物の遺伝子発現制御において重要な役割を果たす。我々は、細胞増殖因子ポリアミンがヒストンアセチル化酵素の翻訳を促進することで、遺伝子発現を制御することを報告した。本研究では、ヒストンメチル化におけるポリアミンの役割を解析した。その結果、ポリアミンは、ヒストン脱メチル化酵素であるJMJD2A、JARID1C及びUTX を翻訳レベルで発現促進し、ヒストンメチル化を抑制することを見出した。また、ポリアミンによるヒストン脱メチル化酵素の翻訳制御機構を解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エピジェネティックな遺伝子発現制御の一つであるヒストン修飾は、異常が起こると、がんなどの疾患の発症に寄与することが知られている。しかし、ヒストン修飾を担う修飾酵素の明確な制御因子は同定されていない。研究代表者は、これまでに細胞増殖因子ポリアミンがヒストンアセチル化酵素の翻訳制御因子であることを明らかにした。本研究では、ポリアミンがヒストン脱メチル化酵素の翻訳を制御することを見出した。したがって、ヒストン修飾異常に起因する病因・病態解明や新薬開発(創薬ターゲット)の基盤となる成果が得られた。

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

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Caldomycin, a new guanidopolyamine produced by a novel agmatine homocoupling enzyme involved in homospermidine biosynthesis2024

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Teruyuki、Sakamoto Akihiko、Hisano Tamao、Kashiwagi Keiko、Igarashi Kazuei、Takao Koichi、Uemura Takeshi、Furuchi Takemitsu、Sugita Yoshiaki、Moriya Toshiyuki、Oshima Tairo、Terui Yusuke
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 7566-7566

    • DOI

      10.1038/s41598-024-58296-0

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Transient Receptor Potential Ankyrin 1 (TRPA1) Channel Mediates Acrolein Cytotoxicity in Human Lung Cancer Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Akihiko、Terui Yusuke、Igarashi Kazuei、Kashiwagi Keiko
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 14 ページ: 11847-11847

    • DOI

      10.3390/ijms241411847

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Putrescine Biosynthesis from Agmatine by Arginase (TtARG) in <i>Thermus thermophilus</i>2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Teruyuki、Sakamoto Akihiko、Kashiwagi Keiko、Igarashi Kazuei、Takao Koichi、Uemura Takeshi、Moriya Toshiyuki、Oshima Tairo、Terui Yusuke
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 174 号: 1 ページ: 81-88

    • DOI

      10.1093/jb/mvad026

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Urinary Amino Acid-Conjugated Acrolein and Taurine as New Biomarkers for Detection of Dementia2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Madoka、Uemura Takeshi、Mizoi Mutsumi、Waragai Masaaki、Sakamoto Akihiko、Terui Yusuke、Kashiwagi Keiko、Igarashi Kazuei
    • 雑誌名

      Journal of Alzheimer's Disease

      巻: 92 号: 1 ページ: 361-369

    • DOI

      10.3233/jad-220912

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A search for acrolein scavengers among food components2023

    • 著者名/発表者名
      Uemura Takeshi、Uchida Masashi、Nakamura Mizuho、Shimekake Momo、Sakamoto Akihiko、Terui Yusuke、Higashi Kyohei、Ishii Itsuko、Kashiwagi Keiko、Igarashi Kazuei
    • 雑誌名

      Amino Acids

      巻: - 号: 4 ページ: 509-518

    • DOI

      10.1007/s00726-023-03248-7

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Alkaline Stress Causes Changes in Polyamine Biosynthesis in Thermus thermophilus2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Teruyuki、Sakamoto Akihiko、Kashiwagi Keiko、Igarashi Kazuei、Moriya Toshiyuki、Oshima Tairo、Terui Yusuke
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 21 ページ: 13523-13523

    • DOI

      10.3390/ijms232113523

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Polyamines produced by an extreme thermophile are essential for cell growth at high temperature2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Akihiko、Tamakoshi Masatada、Moriya Toshiyuki、Oshima Tairo、Takao Koichi、Sugita Yoshiaki、Furuchi Takemitsu、Niitsu Masaru、Uemura Takeshi、Igarashi Kazuei、Kashiwagi Keiko、Terui Yusuke
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 172 号: 2 ページ: 109-115

    • DOI

      10.1093/jb/mvac048

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Translational Regulation of Clock Genes BMAL1 and REV-ERBα by Polyamines2021

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto A, Terui Y, Uemura T, Igarashi K, Kashiwagi K.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci.

      巻: 22(3) 号: 3 ページ: 1307-1307

    • DOI

      10.3390/ijms22031307

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Thermus thermophilus のホモスペルミジン生合成に関与する新規アグマチン ホモカップリング酵素の同定2023

    • 著者名/発表者名
      小林照幸、坂本明彦、久野玉雄、柏木敬子、五十嵐一衛、高尾浩一、植村武史、古地壯光、杉田義昭、森屋利幸、大島泰郎、照井祐介
    • 学会等名
      日本ポリアミン学会第14回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ポリアミンによるヒストン脱メチル化酵素の合成促進2023

    • 著者名/発表者名
      坂本明彦, 照井祐介, 五十嵐一衛, 柏木敬子
    • 学会等名
      日本ポリアミン学会第13年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermus thermophilusのプトレッシン生合成経路2023

    • 著者名/発表者名
      小林照幸,坂本明彦, 柏木敬子,五十嵐一衛, 高尾浩一, 植村武史, 森屋利幸, 大島泰郎, 照井祐介
    • 学会等名
      日本ポリアミン学会第13年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 認知症疾患における尿中アミノ酸抱合アクロレインとタウリン量の低下2023

    • 著者名/発表者名
      吉田円,植村武史,溝井睦美,藁谷正明,坂本明彦,照井祐介,柏木敬子,五十嵐一衛
    • 学会等名
      日本ポリアミン学会第13年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of gene expression through translational stimulation of histone modifying enzymes by polyamines.2022

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi, K., Sakamoto, A., Terui, Y., Igarashi, K.
    • 学会等名
      6th International Conference on Polyamines: Biochemical, Physiological and Clinical Perspectives
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanisms of cell and tissue toxicity caused by acrolein2022

    • 著者名/発表者名
      Igarashi, K., Uemura, T., Sakamoto, A., Terui, Y., Kashiwagi, K.
    • 学会等名
      6th International Conference on Polyamines: Biochemical, Physiological and Clinical Perspectives
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ポリアミンによる翻訳促進に基づく遺伝子発現調節2021

    • 著者名/発表者名
      柏木 敬子, 坂本 明彦, 照井 祐介, 植村 武史, 五十嵐 一衛
    • 学会等名
      第94回年会日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/cis

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 千葉科学大学 薬学部 病態生化学研究室

    • URL

      http://www.cis.ac.jp/~kkashiwagi/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 千葉科学大学ホーム_教員検索_坂本 明彦

    • URL

      https://www.cis.ac.jp/teacher/detail/49

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 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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