細胞密度依存的な遺伝子発現とヒストン修飾

• 研究課題/領域番号: 25503002
• 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: エピジェネティクス
• 研究機関: 東京工業大学 (2014-2015); 大阪大学 (2013)
• 研究代表者: 林 陽子 東京工業大学, 生命理工学研究科, 産学官連携研究員 (50397551)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013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: ヒストン修飾 / 細胞培養 / メチル化 / アセチル化

研究成果の概要

本研究では、細胞密度依存的にヒストン修飾のレベルが変化することに着目し、細胞密度依存的なエピジェネティクス制御と遺伝子発現調節の解明を目標とした。
これまで作製したヒストン修飾抗体を用いて、細胞密度依存的な変化を調べたところ、培地中にヒストンアセチル化を上昇させる物質があることが分かった。特にこれは3時間以内で起こる、比較的早い反応であった。一方で、メチル化修飾では短時間では変化がみられず、24時間以上の培養によって減少した。つまりアセチル化とメチル化ではその制御が異なることが示唆された。さらに、これらヒストン修飾を変化させる物質のひとつに乳酸が挙げられることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Histone H4 lysine 20 acetylation is associated with gene repression in human cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaimori, J. Y., Maehara, K., Hayashi-Takanaka, Y., Harada, A., Fukuda, M., Yamamoto, S., Ichimaru, N., Umehara, T., Yokoyama, S., Matsuda, R., Ikura, T., Nagao, K., Obuse, C., Nozaki, N., Takahara, S., Takao, T., Ohkawa, Y., Kimura, H., and Isaka, Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 24318-24318
  • DOI: 10.1038/srep24318
  • NAID: 120005770760
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distribution of histone H4 modifications as revealed by a panel of specific monoclonal antibodies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi-Takanaka Y., Maehara K., Harada A., Umehara T., Yokoyama S., Obuse C., Ohkawa Y., Nozaki N., Kimura H.
  • 雑誌名: Chromosome Res. 巻: 23 号: 4 ページ: 753-766
  • DOI: 10.1007/s10577-015-9486-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Visualizing posttranslational and epigenetic modifications of endogenous proteins in vivo. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura H, Hayashi-Takanaka Y, Stasevich TJ, Sato Y
  • 雑誌名: Histochem Cell Biol 巻: 144 号: 2 ページ: 101-109
  • DOI: 10.1007/s00418-015-1344-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Early Development of Cloned Bovine Embryos Produced from Oocytes Enucleated by Fluorescence Metaphase II Imaging Using a Conventional Halogen-Lamp Microscope. (2015)
  • 著者名/発表者名: .Iwamoto D, Yamagata K, Kishi M, Hayashi-Takanaka Y, Kimura H, Wakayama T, Saeki K.
  • 雑誌名: Cell Reprogram 巻: 17 号: 2 ページ: 106-114
  • DOI: 10.1089/cell.2014.0086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of RNA polymerase II activation by histone acetylation in single living cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Stasevich TJ, Hayashi-Takanaka Y, Sato Y, Maehara K, Ohkawa Y, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M, Nagase T, Nozaki N, McNally JG, Kimura H
  • 雑誌名: Nature 巻: 516 号: 7530 ページ: 272-275
  • DOI: 10.1038/nature13714
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of chemical fluorescent dyes as a protein conjugation partner for live cell imaging. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi-Takanaka Y, Stasevich TJ, Kurumizaka H, Nozaki N, Kimura H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 9 ページ: e106271-e106271
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0106271
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural polymorphism in the L1 loop regions of human H2A. Z. 1 and H2A. Z. 2. (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoki Horikoshi, Koichi Sato, Keisuke Shimada, Yasuhiro Arimura, Akihisa Osakabe, Hiroaki Tachiwana, Yoko Hayashi-Takanaka, Wakana Iwasaki, Wataru Kagawa, Masahiko Harata, Hiroshi Kimura and Hitoshi Kurumizaka.
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section D 巻: 69 号: 12 ページ: 2431-2439
  • DOI: 10.1107/s090744491302252x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetically encoded system to track histone modification in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Sato, Masanori Mukai, Jun Ueda, Michiko Muraki, Timothy J. Stasevich, Naoki Horikoshi, Tomoya Kujirai, Hiroaki Kita, Taisuke Kimura, Seiji Hira, Yasushi Okada, Yoko Hayashi-Takanaka, Chikashi Obuse, Hitoshi Kurumizaka, Atsuo Kawahara, Kazuo Yamagata, Naohito Nozaki and Hiroshi Kimura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2436-2436
  • DOI: 10.1038/srep02436
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 特異的抗体によるヒストンH4修飾動態の単一細胞解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林陽子・野崎直仁・木村宏
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Distribution and its function of histone H4 modifications revealed by a panel of specific monoclonal antibodies (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi-Takanaka Yoko, Naohito Nozaki, Hiroshi Kimura
  • 学会等名: 内藤カンファレンス(Epigenetics-From histone code to therapeutic strategy)
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] 多重免疫染色法を用いた細胞周期や代謝産物によるヒストン修飾動態の計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林陽子・野崎直仁・木村宏
  • 学会等名: がん代謝研究会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-11
• [学会発表] 細胞周期におけるヒストン修飾動態の検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林陽子・野崎直仁・木村宏
  • 学会等名: 定量生物学会
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] 生細胞における蛍光化学物質の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林陽子・越阪部晃永・スタセビッチティモシー・加藤大貴・海沼嵩・胡桃坂仁志・野崎直仁・木村宏
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド