| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
23116004
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
深水 昭吉 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60199172)
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| 研究分担者 |
高橋 秀和 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90450402)
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| 研究期間 (年度) |
2011-07-25 – 2016-03-31
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| キーワード | 線虫 / S-adenosylmethionine / メチオニン代謝 / メチル化 / 転写 / LC-MS/MS / 寿命 / 栄養 |
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| 研究概要 |
本計画研究では、代謝と転写環境をつなぐ生命素子の１つとして、メチル化修飾反応のメチル基供与体であるSAMに着目している。SAMは生体内において、必須アミノ酸であるメチオニンとATPからSAM合成酵素 (線虫ではSAMS [SAM synthetase]、哺乳類ではMAT [methionine adenosyltransferase]) を介して生成されることから、「食餌・栄養の摂取」や「メチオニン代謝サイクル」などがSAM量を規定する律速段階であると予想される。この可能性を線虫を用いて検証すると共に、SAM量の変動がメチル化修飾を介して転写環境、さらには個体機能に与える影響についても解析を進めてきた。具体的には、平成２５年度は、以下の３つの柱に関して研究を行ってきた。
［１］栄養・食餌・メチオニン代謝サイクルがSAM生成量に与える影響：メチオニン及びSAM定量系に関して、HPLCやLC-MS/MSを用いた定量系の確立に成功した。
［２］SAM合成経路がメチル化修飾に与える影響：メチオニン制限条件下において、線虫のタンパク抽出液を調製し、ヒストンのメチル化修飾レベルを解析した。その結果、メチオニン制限によって特定の修飾が減弱する事を見いだした。
［３］メチル化修飾による転写環境の構築と個体機能制御：アルギニンメチル基転移酵素PRMT-1の活性制御メカニズムについて解析を行い、活性を制御する候補遺伝子を同定した。
SAMを起点として、代謝反応と転写環境を一体として捉えることにより、メチオニン代謝と転写調節のクロストーク制御機構について解析を行った。特に、研究を進める上で必須である代謝物の定量実験に関して、線虫抽出物からの定量系の確立に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画していた「メチオニン及びSAM定量系の確立」はすでに完了した。LC-MS/MSを用いた分析化学的解析法により、SAM等の代謝物量の定量に成功したことの意義は大きい。また、RNAiスクリーニングにも着手し、候補因子を見いだすなど研究は順調に進行しており、今後の成果が期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
「メチオニン及びSAM定量系の確立」に関してはすでに完了しているので、平成２６年度以降は分析対象を他の修飾基供与体や補酵素に拡大し、代謝物とタンパク質修飾・個体機能との接点を探る。今後は以下の３点について研究を進める。
［I］生体における生命素子の分析技術の確立
［II］栄養及び環境ストレスが生命素子の生成と修飾反応に与える影響
［III］メチル化修飾による転写環境の構築と個体機能制御
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