Nrf2依存的遺伝子発現活性化におけるZ-DNA構造の機能解明

• 研究課題/領域番号: 23790319
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 丸山 敦史 弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10431438)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012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); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 酸化ストレス / 転写制御 / Nrf2 / Z-DNA / ヘムオキシゲナーゼ‐1 / HO-1 / 転写調節

研究概要

本研究では、Nrf2依存的遺伝子発現調節における左巻きDNA構造が果たす役割の解析を行った。まず、生細胞内で一過性に生じるZ-DNA構造の検出法を確立した。その方法を用いて、ヒトヘムオキシゲナーゼ‐1(HO-1)遺伝子のプロモーター領域がNrf2依存的にZ-DNA構造を形成することを明らかにした。さらに、HO-1遺伝子発現増強に先んじて、クロマチンリモデリング因子BRG1がエンハンサー領域にリクルートされることおよびプロモーター領域がZ-DNA構造を形成することがわかった。また、Z-DNA構造形成によりプロモーター領域のヌクレオソーム崩壊が速やかに起こるとともに、RNApolymeraseIIのプロモーター導入が促進されることがわかった。以上から、Z-DNA構造がHO-1遺伝子発現を増強することがわかった。本研究により、DNAの形がクロマチン構造に影響を与え、遺伝子発現を制御することが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Nrf2 activation is associated with Z-DNA formation in the human HO-1 promoter (2013)
  • 著者名/発表者名: Maruyama A, Mimura J, Harada N, Itoh K
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: (in press) 号: 10 ページ: 12-12
  • DOI: 10.1093/nar/gkt243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keap1 is localized in neuronal and glial cytoplasmic inclusions in various neurodegenerative diseases (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanji K, Maruyama A, Odagiri S, Mori F, Itoh K, Kakita A, Takahashi H, Wakabayashi K
  • 雑誌名: J Neuropathol Exp Neurol 巻: 72 号: 1 ページ: 18-28
  • DOI: 10.1097/nen.0b013e31827b5713
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alteration of autophagosomal proteins in the brain of multiple system atrophy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanji K, Odagiri S, Maruyama A, Mori F, Kakita A, Takahashi H, Wakabayashi K.
  • 雑誌名: Neurobiol Dis 巻: 49C ページ: 190-198
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2012.08.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2 in bone marrow-derived cells positively contributes to the advanced stage of atherosclerotic plaque formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Harada N, Ito K, Hosoya T, Mimura J, Maruyama A, Noguchi N, Yagami KI, Morito N, Takahashi S, Maher JM, Yamamoto M, Itoh K
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med 巻: 53 号: 12 ページ: 2256-2262
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2012.10.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2 regulates NGF mRNA induction by carnosic acid in T98G glioblastoma cells and normal human astrocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Mimura J, Kosaka K, Maruyama A, Satoh T, Harada N, Yoshida H, Satoh K, Yamamoto M, Itoh K
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 150 号: 2 ページ: 209-217
  • DOI: 10.1093/jb/mvr065
  • NAID: 10030587033
  • 査読あり
• [雑誌論文] The novel NRF2-interacting factor KAP1 regulates the susceptibility to oxidative stress by promoting NRF2-mediated cytoprotective response (2011)
  • 著者名/発表者名: Maruyama A, Nishikawa K, Kawatani Y, Mimura J, Hosoya T, Harada N, Yamamato M, Itoh K
  • 雑誌名: Biechem J 巻: 436 号: 2 ページ: 387-397
  • DOI: 10.1042/bj20101748
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2 regulates ferroportin 1-mediated iron efflux and counteracts lipopolysaccharide-induced ferroportin-1 mRNA suppression in macrophages (2011)
  • 著者名/発表者名: Harada N, Kanayama M, Maruyama A, Yoshida A, Tazumi K, Hosoya T, Mimura J, Toki T, Maher JM, Yamamoto M, Itoh K
  • 雑誌名: Arch Biochem Biophys 巻: 508 号: 1 ページ: 101-109
  • DOI: 10.1016/j.abb.2011.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2 regulates ferroportin 1-mediated iron efflux and counteracts lipopolysaccharide-induced ferroportin 1 mRNA suppression in macrophages. (2011)
  • 著者名/発表者名: Harada N*, Kanayama M*, Maruyama A*, Yoshida A, Tazumi K, Hosoya T, Mimura J, Toki T, Maher JM, Yamamoto M, Itoh K.*: equal contribution.
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys. 巻: 508 ページ: 101-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] The novel NRF2-interacting factor KAP1 regulates susceptibility to oxidative stress by promoting the NRF2-mediated cytoprotective response. (2011)
  • 著者名/発表者名: Maruyama A, Nishikawa K, Kawatani Y, Mimura J, Hosoya T, Harada N, Yamamoto M, Itoh K.
  • 雑誌名: Biochem. J. 巻: 436 ページ: 387-397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2 regulates NGF mRNA induction by carnosic acid in T98G glioblastoma cells and normal human astrocytes. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mimura J, Kosaka K, Maruyama A, Satoh T, Harada N, Yoshida H, Satoh K, Yamamoto M, Itoh K.
  • 雑誌名: J. Biochem. (Tokyo) 巻: 150 ページ: 209-217
  • NAID: 10030587033
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化ストレス誘導性遺伝子HO-1発現を制御するnon-codingRNAsの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦史、伊東健
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会(ポスター発表)
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Nrf2 induces the Z-DNA formation in the human HO-1 promoter. 7th International Meeting on Heme Oxygenases & Related Enzymes (Poster presentation) (2012)
  • 著者名/発表者名: Maruyama A, Itoh K
  • 学会等名: University of Edinburgh
  • 発表場所: Edinburgh (英国)
• [学会発表] Nrf2 induces the Z-DNA formation in the human HO-1 promoter. (2012)
  • 著者名/発表者名: Maruyama Atsushi
  • 学会等名: 7th International Meeting on Heme Oxygenases & Related Enzymes
  • 発表場所: University of Edinburgh, Edinburgh (英国）
• [学会発表] 酸化ストレス誘導性遺伝子HO-1発現を制御するnon-coding RNAsの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦史
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] Nrf2 enhances PolII andBRG1 binding to the human HO-1 promoter (2011)
  • 著者名/発表者名: Maruyama A, Itoh K
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会(ポスター発表)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Nrf2なヒトHO-1遺伝子発現活性化機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦史、伊東健
  • 学会等名: 第77回日本生化学会東北支部例会(口頭発表)
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-07-23
• [学会発表] Nrf2なヒトHO-1遺伝子発現活性化機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦史，伊東健
  • 学会等名: 第77回日本生化学会 東北支部例会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Nrf2 enhances PolII and BRG1 binding to the human HO-1 promoter. (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama， Ken Itoh
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [図書] 実験医学増刊、活性酸素・ガス状分子による恒常性制御と疾患 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦史、伊東健
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 実験医学増刊、活性酸素・ガス状分子による恒常性制御と疾患 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦史
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 弘前大学大学院医学研究科附属高度先進医学研究センター分子生体防御学講座
  • URL: http://www.med.hirosaki-u.ac.jp~/admed/department/index.html
• [備考] 弘前大学大学院医学研究科附属高度先進医学研究センター分子生体防御学講座
  • URL: http://www.med.hirosaki-u.ac.jp/~admed/department/index.html