多階層オミクス動態解析に基づく代謝制御システム解明

• 研究領域: 生命素子による転写環境とエネルギー代謝のクロストーク制御
• 研究課題/領域番号: 26116721
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松本 雅記 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (60380531)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 代謝 / 定量プロテオーム / メタボローム

研究実績の概要

生命が恒常性を維持するために日々営まれている代謝反応は普遍的である一方で、細胞の状態あるいは外部環境に応じて、新たな代謝定常状態にシフトするダイナミクスを持ち合わせている。これは代謝経路が細胞内シグナル伝達や転写などの細胞内イベントと密接に連動して制御されていることを意味するが、その全貌は謎に包まれている。代謝ネットワークの動作原理理解のためには、様々な摂動条件下での代謝ネットワークの動的挙動を追跡する必要がある。
本研究課題では、申請者らが独自に開発した超高感度タンパク質定量法を、特にスループットの面から改良し、高速に全ての代謝酵素を一斉絶対定量ができるようなプラットフォームへと発展させる。さらにこの計測システムおよび各種オミクス計測法を併用して、低酸素や栄養飢餓に対する代謝経路の応答を詳細な時系列データとして取得（トランスオミクス解析）し、得られたデータに基づく数理解析等によって、代謝経路とそれを制御する細胞内ネットワークの接点解明を目指す。
平成27年度は、膨大なMRMクロマトグラムから高精度で目的ピークを抽出できるアルゴリズムを開発し、それを実装したソフトウェアを作成することで、情報処理のスループットを１０倍以上に向上させた。また、様々な細胞に環境要因の摂動（低酸素や栄養飢餓など）を与え、代謝ネットワークの応答を多階層（酵素量やリン酸化、さらには代謝物量など）に渡り計測した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Akt1-mediated Gata3 phosphorylation controls the repression of IFNγ in memory-type Th2 cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa H, Tanaka T, Endo Y, Kato M, Shinoda K, Suzuki A, Motohashi S, Matsumoto M, Nakayama K, Nakayama T.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: - 号: 1 ページ: 11289-11289
  • DOI: 10.1038/ncomms11289
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Truncation mutants of ASXL1 observed in myeloid malignancies are expressed at detectable protein levels. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue D, Matsumoto M, Nagase R, Saika M, Fujino T, Nakayama KI, Kitamura T.
  • 雑誌名: Exp Hematol. 巻: 44 号: 3 ページ: 172-176
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2015.11.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Screen for Tuberculosis Drug Candidates Utilizing a Luciferase-Expressing Recombinant Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guéren. (2015)
  • 著者名/発表者名: 2)Ozeki Y, Igarashi M, Doe M, Tamaru A, Kinoshita N, Ogura Y, Iwamoto T, Sawa R, Umekita M, Enany S, Nishiuchi Y, Osada-Oka M, Hayashi T, Niki M, Tateishi Y, Hatano M, Matsumoto S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: 214-221
  • DOI: 10.1016/j.jprot.2016.01.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] UV Damage-Induced Phosphorylation of HBO1 Triggers CRL4DDB2-Mediated Degradation To Regulate Cell Proliferation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsunuma R, Niida H, Ohhata T, Kitagawa K, Sakai S, Uchida C, Shiotani B, Matsumoto M, Nakayama KI, Ogura H, Shiiya N, Kitagawa M.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 巻: 36 号: 3 ページ: 394-406
  • DOI: 10.1128/mcb.00809-15
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Tissue-specific expression of histone H3 variants diversified after species separation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Maehara K, Harada A, Sato Y, Matsumoto M, Nakayama KI, Kimura H, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: Epigenetics Chromatin 巻: 8 号: 1 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1186/s13072-015-0027-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reconstruction of insulin signal flow from phosphoproteome and metabolome data (2014)
  • 著者名/発表者名: Yugi, K., Kubota, H., Toyoshima, Y., Noguchi, R., Kawata, K., Komori, Y., Uda, S., Kunida, K., Tomizawa, Y., Funato, Y., Miki, H., Matsumoto, M., Nakayama, K.I., Kashikura, K., Endo, K., Ikeda, K., Soga, T., Kuroda, S.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 8 号: 4 ページ: 1171-1183
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.07.021
  • NAID: 120005537752
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ZFP36L1 and ZFP36L2 control LDLR mRNA stability via the ERK-RSK pathway (2014)
  • 著者名/発表者名: Adachi S, Homoto M, Tanaka R, Hioki Y, Murakami H, Suga H, Matsumoto M, Nakayama KI, Hatta T, Iemura S, Natsume T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 42 号: 15 ページ: 10037-10049
  • DOI: 10.1093/nar/gku652
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fbw7 targets GATA3 through cyclin-dependent kinase 2-dependent proteolysis and contributes to regulation of T-cell development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa K, Shibata K, Matsumoto A, Matsumoto M, Ohhata T, Nakayama KI, Niida H, Kitagawa M.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 巻: 34(14) ページ: 2732-2744
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大規模定量プロテオミクスで挑むがん代謝の実体解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本 雅記、中山 敬一
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会/第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] ハイスループットかつ精密な定量プロテオームのための試料調整法開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本 雅記
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2015-07-23
• [学会発表] 網羅的ターゲットプロテオミクスによるヒトプロテオーム定量マップの作成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本 雅記
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会年会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-07-17
• [学会発表] リン酸化定量プロテオミクスによるシグナル伝達研究/ A study on signal-transduction by quantiative-phosphoprotoemics (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本 雅記、中津海 洋一、中山 敬一
  • 学会等名: タンパク質科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-25
  • 招待講演