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2016 年度 実績報告書

骨格筋の適応を引き起こす筋収縮の時間と強度の最適パターンの解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J05223
研究機関東京大学

研究代表者

星野 太佑  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワードC2C12 / 電気刺激 / メタボローム / トランスクリプトーム
研究実績の概要

電気刺激によるmRNAの変動を明らかにするために、myotubesに分化させたマウス骨格筋由来のC2C12細胞に対して電気刺激をおこなった。電気刺激は、50V、3msのパルス刺激を2Hz、20Hzの2種類60分間おこなった。サンプリングタイムポイントは刺激前、60分間の刺激直後と刺激後1時間、3時間、6時間後とした。トランスクリプトーム解析は、Hiseq25000 (Ilumina)を用いてRNA sequenceをおこなった (n=1)。データの解析は、まずTOPHAT、Cufflinksを用いてアノテーションし、fragments per kilobase of exon per million mapped fragments (FPKM)を算出した。FPKM>1の遺伝子を発現遺伝子としたところ、11185遺伝子抽出された。次に、変動遺伝子の抽出は、2Hzもしくは20Hzでtime0と比較して、>2.0もしくは<0.5のFPKMが1つでもある遺伝子とした。その結果、800遺伝子が変動遺伝子として抽出された。800の変動遺伝子に対して、KEGG databaseを用いたパスウェイ解析をDAVIDを用いておこなった。その結果、グルタチオン、中心炭素代謝、コリン、ペントースリン酸経路など、代謝に関わるmRNAの変動が多かったことが明らかとなった。さらに、代謝物濃度の変動からさかのぼると、この変動遺伝子の中に、27個の変動責任代謝酵素が同定された。また、この変動責任代謝酵素の中には、ペントースリン経路の代謝酵素が多く含まれていた。よって、遺伝子発現を介してペントースリン酸経路の代謝物が増加した可能性が示唆された。
以上の研究結果を投稿論文にまとめている段階である。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Selective Control of Upregulated and Downregulated Genes by Temporal Patterns and Doses of Insulin.2016

    • 著者名/発表者名
      Takanori Sano, Kentaro Kawata, Satoshi Ohno, Katsuyuki Yugi, Hiroaki Kakuda, Hiroyuki Kubota, Shinsuke Uda, Masashi Fujii, Katsuyuki Kunida, Daisuke Hoshino, Atsushi Hatano, Yuki Ito, Miharu Sato, Yutaka Suzuki, Shinya Kuroda
    • 雑誌名

      Sci Signal

      巻: 9 ページ: ra112

    • DOI

      10.1126/scisignal.aaf3739

    • 査読あり
  • [学会発表] 骨格筋の時系列トランスクリプトームデータを用いた転写因子の推定2017

    • 著者名/発表者名
      星野太佑
    • 学会等名
      第5回骨格筋生物学研究会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2017-03-03 – 2017-03-05
  • [学会発表] メタボローム解析を用いた筋収縮による骨格筋の代謝変動の解明2017

    • 著者名/発表者名
      星野太佑
    • 学会等名
      定量生物の会 第8回年会
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎カンファレンスセンター(愛知県・岡崎市)
    • 年月日
      2017-01-08 – 2017-01-09
  • [学会発表] Increases in metabolite concentrations in glycolysis and pentose phosphate pathway and signal phosphorylations in C2C12 myotubes after high frequency electrical stimulation.2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hoshino, Katsuyuki Kunida, Takumi Wada, Atsushi Hatano, Katsuyuki Yugi, Tomoyoshi Soga, Shinya Kuroda.
    • 学会等名
      The Integrative Biology of Exercise VII
    • 発表場所
      フェニックス(アメリカ)
    • 年月日
      2016-11-02 – 2016-11-04
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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