オミックス解析を基盤とする栄養と遺伝子発現制御系の相互作用の解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15380090
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 加藤 久典 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (40211164)
• 研究分担者: 吉澤 史昭 宇都宮大学, 農学部, 助教授 (10269243)
• キーワード: トランスクリプトミクス / プロテオミクス / 遺伝子発現 / 転写因子 / ニュートリゲノミクス / データベース / 食餌タンパク質 / アミノ酸

研究概要

各種の生命現象の網羅的動態(オミックス)のうち、食餌因子によるトランスクリプトームへの影響の解析を発展させた。食餌タンパク質が脂肪組織における遺伝子発現に及ぼす効果を調べ、PPAR遺伝子の発現上昇を見いだし、グルテン食摂取などタンパク質栄養の悪化によるインスリン感受性増強の一端を明らかにした。HepG2肝ガン細胞において全てのアミノ酸やロイシンが欠乏している場合のトランスクリプトミクス応答を明らかにした。これらの処理12時間において、100以上の遺伝子が2倍以上の発現変化を示していた。ATF-3などの転写因子の変化が速やかに見られ、この変化はIGFBP-1などの遺伝子の転写上昇に関与していると推測された。肝細胞のアミノ酸欠乏に対する応答はmTOR阻害剤rapamycinに対する応答との違いが大きく、mTOR以外の経路の重要性が示された。一方プロテオミクス解析についても、タンパク質栄養の変化に応答して、肝臓内や肝細胞の核内での量が変化するタンパク質をいくつか同定することができた。翻訳制御因子Hsp27に着目して、タンパク質のレベルでの解析を行ったところ、eIF4Gとの相互作用のレベルでは顕著な変化が認められず、他の段階での変化が示唆された。食餌やホルモンに対する応答に関して重要な役割を担っているFoxO転写因子の制御について検討したところ、肝細胞系および肝臓において、食餌条件によってその量が変化すること、さらにその細胞内局在が影響を受けることを明らかにした。FoxOをリン酸化するキナーゼも食餌やホルモンに制御されていることがわかった。一方オミックス解析データを食品分野に有効に利用するためのニュートリゲノミクスデータベースの開発を進め、まずトランスクリプトミクス-食品間の相互作用を解析するシステムを作成した。これを仮運用してWeb上で部分公開し、データの蓄積を開始した。

研究成果

• [文献書誌] Imae, M., Fu, ZW., Yoshida, A., Noguchi, T., Kato, H.: "Nutritional and hormonal factors control the gene expression of FoxOs, the mammalian homologues of DAF-16."J.Mol.Endocrinol.. 30. 253-262 (2003)
• [文献書誌] Toyoshima, Y., Ohne, Y., Takahashi, S.-I., Noguchi, T., Kato, H.: "Dietary protein deprivation decrease the serine phosphorylation of insulin receptor substrate-1 in rat skeletal muscle"J.Mol.Endocrinol.. (印刷中). (2004)