ミトコンドリア分裂因子Ｄｒｐ１のメチル化修飾による細胞機能制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 24510304
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 山本 雄広 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (50383774)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012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: メチル化 / ミトコンドリア / Drp1 / Gfer / 解糖系 / メチオニン代謝 / 含硫アミノ酸 / 含硫アミノ酸代謝

研究成果の概要

ミトコンドリアは様々な代謝系の場として機能し、刺激によって自身の形態を変化させ、細胞の恒常性維持に寄与する。近年、ストレス応答に起因するメチオニン代謝がその形態制御に作用することが示されているが、詳しい機序は不明であった。本研究では、形態制御に関与する分子群の翻訳後修飾に着目し、分裂因子DRP1およびGFERがメチル化修飾を受けることを明らかにした。また、人為的にメチオニン回路を抑えると、解糖系の抑制とともにDRP1自体の発現量が低下し、その断片化が抑えられることがわかった。以上からメチオニン代謝を介したミトコンドリアの形態制御により細胞全体のエネルギー代謝を調節する一端を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Impacts of CD44 knockdown in cancer cells on tumor and host metabolic systems revealed by quantitative imaging mass spectrometry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohmura M, Hishiki T, Yamamoto T, Nakanishi T, Kubo A, Tsuchihashi K, Tamada M, Toue S, Kabe Y, Saya H and Suematsu M
  • 雑誌名: Nitric Oxide 巻: pii: S1089-8603 ページ: 495-499
  • DOI: 10.1016/j.niox.2014.11.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] メチオニン代謝の変動ががんの代謝を決める~アルギニンメチル化修飾によるがん細胞の糖代謝制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本雄広、高野直治、石渡恭子、末松 誠
  • 雑誌名: 実験医学増刊 巻: 32 ページ: 78-85
• [雑誌論文] Reduced methylation of PFKFB3 in cancer cells shunts glucose towards the pentose phosphate pathway. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Yamamoto, Naoharu Takano, Kyoko Ishiwata, Mitsuyo Ohmura, Yoshiko Nagahata, Tomomi Matsuura, Aki Kamata, Kyoko Sakamoto, Tsuyoshi Nakanishi, Akiko Kubo, Takako Hishiki, and Makoto Suematsu.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 3480-3480
  • DOI: 10.1038/ncomms4480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy management by enhanced glycolysis in G1-phase in human colon cancer cells in vitro and in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Bao Y, Mukai K, Hishiki T, Kubo A, Ohmura M, Sugiura Y, Matsuura T, Nagahata Y, Hayakawa N, Yamamoto T, Fukuda R, Saya H, Suematsu M, Minamishima YA.
  • 雑誌名: Mol Cancer Res. 巻: 11 号: 9 ページ: 973-985
  • DOI: 10.1158/1541-7786.mcr-12-0669-t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of glucose metabolism by CD44 contributes to antioxidant status and drug resistance in cancer cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamada M, Nagano O, Tateyama S, Ohmura M, Yae T, Ishimoto T, Sugihara E, Onishi N, Yamamoto T, Yanagawa H, Suematsu M, and Saya H.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 72 ページ: 1438-1448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon monoxide : Impact on remethylation and transsulfuration metabolism and its pathophysiologic implications (2012)
  • 著者名/発表者名: Hishiki T, Yamamoto T, Morikawa T, Kubo A, Kajimura M, Suematsu M
  • 雑誌名: Journal of molecular medicine 巻: 90 号: 3 ページ: 245-254
  • DOI: 10.1007/s00109-012-0875-2
  • 査読あり
• [学会発表] アルギニンメチル化修飾が制御するがん細胞の代謝 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本雄広、高野直治、石渡恭子、末松誠
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] 解糖系酵素PFKFB3のメチル化修飾によるがん細胞の糖代謝制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本雄広、高野直治、石渡恭子、大村光代、長畑善子、松浦友美、久保亜希子、菱木貴子、末松誠
  • 学会等名: 第87回日本生化学会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] ミトコンドリアの形態変化による細胞内エネルギー代謝調節機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本雄広
  • 学会等名: 第3回マトリョーシカ型生物学研究会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-13
• [学会発表] 解糖系酵素PFKFB3のメチル化制御はがん細胞の酸化ストレス耐性獲得に重要である (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本雄広、石渡恭子、高野直治、大村光代、菱木貴子、長畑善子、末松 誠
  • 学会等名: 第86回 日本生化学会本大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] アルギニンメチル化酵素PRMT1の細胞内局在を反映した糖代謝酵素の核内メチル化機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本雄広、石渡恭子、高野直治、大村光代、菱木貴子、長畑善子、末松 誠
  • 学会等名: 第36回 日本分子生物学会本大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 一酸化炭素（CO）を介したアルギニンメチル化制御による糖代謝リモデリング機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本雄広、石渡恭子、高野直治、菱木貴子、長畑善子、末松 誠
  • 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、福岡市
• [学会発表] Carbon monoxide regulates directional biotransformation of glucose via protein arginine methylation (2012)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Yamamoto, Kyoko Ishiwata, Naoharu Takano, Makoto Suematsu
  • 学会等名: 第33回 内藤コンファレンス酸素生物学：酸素濃度に対する生物応答とその制御破綻による疾患」
  • 発表場所: ガトーキングダム、札幌市
• [図書] 酸化ストレスの医学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 末松 誠、山本雄広、梶村眞弓
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 診断と治療社
• [備考] 慶應義塾大学医学部医化学教室ホームページ
  • URL: http://www.gasbiology.com/