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2013 年度 実績報告書

クロマチン変換による代謝リプログラミングの分子基盤

計画研究

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 23116009
研究機関熊本大学

研究代表者

中尾 光善  熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (00217663)

研究期間 (年度) 2011-07-25 – 2016-03-31
キーワード代謝調節 / クロマチン / 遺伝子発現 / リジン脱メチル化 / フラビン / 脂肪細胞 / 肝癌細胞
研究概要

エピジェネティクス機構は、刺激の受容で行われる短期応答、そして、刺激が消失した後にも刺激を受容した記憶を維持する長期応答を通して、遺伝子制御に働いている。他方、転写不活性なクロマチンに位置する遺伝子は、刺激に対して不応になり得る。この転写環境としてのエピゲノム制御には、DNAメチル化とクロマチンの形成が関わり、代謝恒常性の維持と破綻に重要な役割を果たしている。本研究では、生命素子と転写環境の観点から、DNAおよびリジン残基のメチル化・脱メチル化によるクロマチン変換に着目した研究を行い、代謝のリプログラミングの分子基盤を解明することを目的とする。LSD1は、ヒストンH3の4番目リジン残基の脱メチル化酵素であり、生命素子のひとつであるフラビン(FAD)がその酵素活性に不可欠であることが知られている。前年度までに、LSD1が脂肪細胞でエネルギー消費を抑制し、脂肪蓄積を促進する新規の機序を明らかにした。RNA干渉法や化合物を用いたLSD1阻害によって、脂肪細胞のエネルギー消費遺伝子の発現が誘導され、その結果、ミトコンドリア機能が向上することが判明した。さらに、肝癌由来の細胞では、LSD1阻害によって、主要なエネルギー代謝経路が好気的解糖からミトコンドリア呼吸にシフトすることを見出した。エピジェネティクス機構の観点から、代謝リプログラミングと病態における新しい知見を提示し、その作動原理と生命活動における意義について解明を進める。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

リジン脱メチル化酵素LSD1によるエネルギー代謝の制御について、数多くの新知見を得て、最先端の研究成果が出ているため。

今後の研究の推進方策

本研究は、当初の計画以上に進展しているため、研究計画の変更なしに推進する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Glycolytic genes as the targets of a nuclear receptor Ad4BP/SF-12014

    • 著者名/発表者名
      T. Baba, H. Otake, T. Sato, K. Miyabayashi, Y. Shishido, C-Y. Wang, Y. Shima, H. Kimura, M. Yagi, Y. Ishihara, S. Hino, H. Ogawa, M. Nakao, T. Yamazaki, D. Kang, Y. Ohkawa, M. Suyama, B-C. Chung, and K. Morohashi.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 5 ページ: 3634

    • DOI

      10.1038/ncomms4634

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] IGF2 DMR0 methylation, loss of imprinting, and patient prognosis inesophageal squamous cell carcinoma2014

    • 著者名/発表者名
      A. Murata, Y. Baba, M. Watanabe, H. Shigaki, K. Miyake, T. Ishimoto, M. Iwatsuki, S. Iwagami, N. Yoshida, E. Oki, M. Morita, M. Nakao, and H. Baba.
    • 雑誌名

      Ann. Surg. Oncol.

      巻: 21 ページ: 1166-1174

    • DOI

      10.1245/s10434-013-3414-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] LINE-1 hypomethylation, DNA copy number alterations, and CDK6 amplification in esophageal squamous cell carcinoma2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Baba, M. Watanabe, A. Murata, H. Shigaki, K. Miyake, T. Ishimoto, M. Iwatsuki, S. Iwagami, N. Yoshida, E. Oki, K. Sakamaki, M. Nakao, and H. Baba.
    • 雑誌名

      Clin Cancer Res.

      巻: 20 ページ: 1114-1124

    • DOI

      10.1158/1078-0432.CCR-13-1645

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sall1 co-operates with Six2 to actively maintain nephron progenitors2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kanda, T. Ohmori, A. Taguchi, K. Kudo, T. Horiuchi, Y. Sato, S. Hino, Y. Suzuki, M. Sander, S. Sugano, M. Nakao, and R. Nishinakamura.
    • 雑誌名

      J. Am. Soc. Nephrol.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      applied

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolism-epigenome crosstalk in physiology and diseases2013

    • 著者名/発表者名
      S. Hino, K. Nagaoka, and M. Nakao.
    • 雑誌名

      J. Hum. Genet.

      巻: 58 ページ: 410-415

    • DOI

      10.1038/jhg.2013.57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The transcriptional cofactor MCAF1/ATF7IP is involved in histone gene expression and cellular senescence2013

    • 著者名/発表者名
      N. Sasai, N. Saitoh, H. Saitoh, and M. Nakao.
    • 雑誌名

      Plos One

      巻: 87 ページ: e68478

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0068478

    • 査読あり
  • [学会発表] Metabolism-epigenome crosstalk through FAD/LSD1 pathway2013

    • 著者名/発表者名
      S. Hino, A. Sakamoto, K. Nagaoka, K. Anan, R. Takase, and M. Nakao.
    • 学会等名
      International Symposium on Transcription and Metabolism
    • 発表場所
      淡路夢舞台、淡路島
    • 年月日
      20131111-20131111
    • 招待講演
  • [学会発表] エピジェネティクス機構によるエネルギー代謝調節と病態2013

    • 著者名/発表者名
      中尾光善
    • 学会等名
      第34回日本肥満学会
    • 発表場所
      東京国際フォーラム、東京
    • 年月日
      20131011-20131011
    • 招待講演
  • [学会発表] エピジェネティクス機構によるエネルギー代謝調節と病態2013

    • 著者名/発表者名
      中尾光善
    • 学会等名
      第21回日本血管生物医学会学術集会
    • 発表場所
      千里阪急ホテル、大阪市
    • 年月日
      20130927-20130927
    • 招待講演
  • [学会発表] 核スペックルと核小体の形成機序と機能2013

    • 著者名/発表者名
      斉藤典子、松森はるか、オサマ・アブラダ・モハメド、藤原さおり、中尾光善.
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      20130911-20130911
    • 招待講演
  • [学会発表] エピジェネティクス機構によるエネルギー代謝調節と病態2013

    • 著者名/発表者名
      中尾光善
    • 学会等名
      第56回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      ホテル日航熊本、熊本市
    • 年月日
      20130518-20130518
    • 招待講演
  • [図書] エピジェネティクスの産業応用(分担執筆)2014

    • 著者名/発表者名
      高瀬隆太、日野信次朗、中尾光善.
    • 総ページ数
      393
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] エピジェネティクスと病気(分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      阿南浩太郎、中尾光善、日野信次朗.
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      メディカル・ドゥ
  • [図書] エピジェネティクスと病気(分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      藤原沙織、冨田さおり、中尾光善.
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      メディカル・ドゥ
  • [図書] エピジェネティクスキーワード事典(分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      斉藤典子、松森はるか、Mohamed O. Abdalla、藤原沙織、安田洋子、中尾光善.
    • 総ページ数
      315
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] エピジェネティクスキーワード事典(分担執筆)2013

    • 著者名/発表者名
      石原宏、中元雅史、中尾光善.
    • 総ページ数
      315
    • 出版者
      羊土社
  • [備考] 熊本大学発生医学研究所

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp

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公開日: 2015-05-28  

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