エピジェネティクスを用いた脳特異的Ｏーマンノース糖鎖の発現機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23770163
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 木塚 康彦 独立行政法人理化学研究所, 疾患糖鎖研究チーム, 基礎科学特別研究員 (20564743)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011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: 糖鎖生物学 / 糖転移酵素 / エピジェネティクス / GnT-IX / O-GlcNAc / HDAC / 国際研究者交流 / 国際情報交換 / 国際情報交流

研究概要

本研究は、神経系に特異的に発現する分岐型O-マンノース糖鎖に着目し、組織特異的な糖鎖発現メカニズムの解明を目的とした。新たなアプローチとして、近年急速に発展しているエピジェネティクスの概念と手法を導入した。その結果、神経特異的なO-マンノース糖鎖の合成に必須な遺伝子であるGnT-IXが、遺伝子周辺のヒストンの翻訳後修飾によってエピジェネティックに制御されていることが分かった。さらに、GnT-IX遺伝子のヒストンを特異的に修飾する因子として、HDAC11とOGT-TET3複合体という２つの因子を新たに同定した。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic regulation of a brain-specific glycosyltransferase N-acetylglucosaminyltransferase-IX (GnT-IX) by specific chromatin modifiers (2014)
  • 著者名/発表者名: Kizuka Y, Kitazume S, Okahara K, Villagra A, Sotomayor EM, Taniguchi N
  • 雑誌名: J Biol Chem. (Epub 2014 Mar10.) 巻: 289(16) 号: 16 ページ: 11253-61
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.554311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulated expression and neural functions of human natural killer-1 (HNK-1) carbohydrate. (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kizuka and S. Oka.
  • 雑誌名: Cell Mol. Life Sci 巻: 69(24) 号: 24 ページ: 4135-47
  • DOI: 10.1007/s00018-012-1036-z
  • NAID: 120005122349
  • 査読あり
• [雑誌論文] エピゲノムによる糖鎖生合成遺伝子GnT-IXの脳特異的な発現制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木塚 康彦、北爪 しのぶ、谷口 直之
  • 雑誌名: THE LUNG perspectives 巻: 20 ページ: 75-80
• [雑誌論文] Brain-specific expression of N-acetylglucosaminyltransferase IX (GnT-IX) is regulated by epigenetic histone modifications (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Kizuka, S.Kitazume, M.Yoshida, N.Taniguchi
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 286 号: 36 ページ: 31875-31884
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.251173
  • 査読あり
• [学会発表] New epigenetic factors for brain-specific glycosyltransferase gene expression. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Naoyuki Taniguchi.
  • 学会等名: 2013 Society for Glycobiology Annual Meeting.
  • 発表場所: Tampa(USA).
  • 年月日: 2013-11-18
• [学会発表] 新規エピゲノム因子による脳特異的糖転移酵素GnT-IXの遺伝子発現制御. (2013)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦,北爪しのぶ,谷口直之
  • 学会等名: GlycoTOKYO2013シンポジウム.
  • 発表場所: 成蹊大学(東京)
  • 年月日: 2013-10-19
• [学会発表] 脳特異的糖転移酵素GnT-IXの遺伝子発現を制御する新規エピゲノム因子の探索. (2013)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦,北爪しのぶ,谷口直之
  • 学会等名: 第32回日本糖質学会年会.
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-08-07
• [学会発表] New epigenetic factors for brain-specific glycosyltransferase gene expression. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Naoyuki Taniguchi.
  • 学会等名: The 3^<rd> Austria/Japan Seminar on Comparative and Developmental Glycobiology.
  • 発表場所: 理化学研究所(和光)
  • 年月日: 2013-07-02
• [学会発表] Epigenetic regulation of glycosyltransferase gene expression. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Naoyuki Taniguchi.
  • 学会等名: XXII International Symposium on Glybobonjugates.
  • 発表場所: Dalian(China)
  • 年月日: 2013-06-24
• [学会発表] Gene expression of glycosyltransferase is regulated by selective epigenetic factors. (2013)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: RIKEN-Max Planck Joint Research Center for Systems Chemical Biology, The second symposium.
  • 発表場所: 理化学研究所(和光)
  • 年月日: 2013-04-17
• [学会発表] Gene expression of brain specific glycosyltransferases and their epigenetic regulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Kyohei Okahara, Shinobu Kitazume, Naoyuki Taniguchi.
  • 学会等名: Joint Meeting of the Society for Glycobiology and American Society for Matrix Biology
  • 発表場所: San Diego(USA)
• [学会発表] エピジェネティクスによる脳特異的な糖転移酵素の発現制御メカニズム. (2012)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、岡原京平、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: 第31回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] Brain specific regulation of GnT-IX expression by epigenetic mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Minoru Yoshida, Naoyuki Taniguchi.
  • 学会等名: 2^<nd> RIKEN-SNU symposium.
  • 発表場所: Nami island (Korea)
• [学会発表] Brain specific regulation of GnT-IX expression by epigenetic mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Minoru Yoshida, Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: 2nd RIKEN-SNU Symposium
  • 発表場所: Nami island
• [学会発表] エピジェネティクスによる脳特異的な糖転移酵素の発現制御メカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、岡原京平、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: 第31回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] Gene expression of brain specific glycosyltransferases and their epigenetic regulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Kyohei Okahara, Shinobu Kitazume and Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: Joint Meeting of the Society for Glycobiology and American Society for Matrix Biology
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] 脳特異的糖転移酵素GnT-IX遺伝子のエピジェネティックな発現制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦,北爪しのぶ,谷口直之
  • 学会等名: GlycoTOKYO 2011シンポジウム
  • 発表場所: 理化学研究所(和光)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] ヒストンコードにより制御されるGnT-IX遺伝子の脳特異的発現機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、吉田稔、谷口直之
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Regulation of brain-specific GnT-IX (Vb) expression by neural histone-code (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Minoru Yoshida, Naoyuki Taniguchi.
  • 学会等名: 第31回内藤コンファレンス
  • 発表場所: シャトレーゼ・ガトーキングダムサッポロ(札幌)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Histone-code regulates brain specific expression of N-acetylglucosaminyltransferase-IX (GnT-IX) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Minoru Yoshida, Naoyuki Taniguchi.
  • 学会等名: Glyco21, 21st international symposium on glycoconjugates
  • 発表場所: ウィーン大学(Austria)
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] Histone-code regulates brain specific expression of N-acetylglucosaminyltransferase-IX (GnT-IX) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Minoru Yoshida, Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: Glyco21, 21st international symposium on glycoconjugates
  • 発表場所: ウィーン大学(オーストリア)
• [学会発表] Regulation of brain-specific GnT-IX (Vb) expression by neural histone-code (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Minoru Yoshida, Naoyuki Taniguchi
  • 学会等名: 第31回内藤コンファレンス
  • 発表場所: シャトレーゼ・ガトーキングダムサッポロ（北海道）
• [学会発表] ヒストンコードにより制御されるGnT-IX遺伝子の脳特異的発現機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、吉田稔、谷口直之
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
• [学会発表] 脳特異的糖転移酵素GnT-IX遺伝子のエピジェネティックな発現制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦, 北爪しのぶ, 谷口直之
  • 学会等名: GlycoTOKYO 2011 シンポジウム
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県)
• [学会発表] Gene expression of glycosyltransferase is regulated by selective epigenetic factors
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: RIKEN-Max Planck Joint Research Center for Systems Chemical Biology, The second symposium
  • 発表場所: 理化学研究所（和光）
• [学会発表] Epigenetic regulation of glycosyltransferase gene expression
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: XXII International Symposium on Glycoconjugates
  • 発表場所: 大連（中国）
• [学会発表] 脳特異的糖転移酵素GnT-IXの遺伝子発現を制御する新規エピゲノム因子の探索
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: 第32回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] New epigenetic factors for brain-specific glycosyltransferase gene expression
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: The 3rd Austria/Japan Seminar on Comparative and Developmental Glycobiology
  • 発表場所: 理化学研究所（和光）
• [学会発表] 新規エピゲノム因子による脳特異的糖転移酵素GnT-IXの遺伝子発現制御
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: GlycoTOKYO2013シンポジウム
  • 発表場所: 東京（成蹊大学
• [学会発表] New epigenetic factors for brain-specific glycosyltransferase gene expression
  • 著者名/発表者名: 木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之
  • 学会等名: 2013 Society for Glycobiology Annual Meeting
  • 発表場所: タンパ（アメリカ）
• [備考] 理化学研究所のプレスリリース<URL>
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2011/20110725/
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140312_1/
• [備考] 理化学研究所のResearch Highlights
  • URL: http://www.riken.jp/en/research/rikenresearch/highlights/6760/
• [備考] 糖鎖遺伝子「GnT-IX」が脳だけに発現する新たな仕組みを解明
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140312_1/
• [備考] RIKEN RESERACH
  • URL: http://www.rikenresearch.riken.jp/eng/research/6760
• [備考] 糖転移酵素「GnT-IX」が脳だけに存在する仕組みを解明
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2011/20110725/