研究課題
生体が暴露される外的環境は、DNAメチル化、ヒストン翻訳後修飾などのエピゲノムとして細胞に記憶され、生活習慣病の発症に大きく関与している。しかし外的環境がエピゲノムとして記憶されるメカニズムは未だ不明な点が多い。過栄養による脂肪細胞の機能破綻のエピゲノム機構を明らかにするために、白色脂肪細胞のモデルである3T3-L1細胞を用い、高グルコース負荷の実験を行った。高グルコース下では低グルコース下に比べ、過剰な脂肪滴の蓄積が認められた。高グルコース下での分化誘導刺激では、脂肪細胞分化のマスター転写因子であるC/EBPαとPPARγの遺伝子発現が誘導され、下流の糖代謝に関わる遺伝子群の発現が誘導され、糖代謝が亢進した。一方、低グルコース負荷での分化誘導刺激では、C/EBPαとPPARγの遺伝子発現は誘導されるものの、糖代謝に関わる遺伝子群の発現誘導は起こらず、糖代謝の亢進も認められなかった。Cebpa, Pparg遺伝子の発現は転写抑制に働くエピゲノム修飾H3K9トリメチル化によって低く保たれていることから、クロマチン免疫沈降実験を行った。高グルコース負荷、低グルコース負荷いずれも、分化誘導刺激によりCebpa遺伝子において抑制のエピゲノム修飾H3K9トリメチル化が脱メチル化された。一方、解糖系遺伝子の発現は抑制のエピゲノム修飾H3K9ジメチル化によって低く保たれている。高グルコース負荷では解糖系遺伝子のH3K9ジメチル化が脱メチル化されるのに対し、低グルコース負荷では脱メチル化が抑制された。
2: おおむね順調に進展している
マイクロアレイによるトランスクリプトーム解析から、解糖系遺伝子をはじめとする高グルコースにより発現制御される遺伝子群を網羅的に同定することに成功した。また、クロマチン免疫沈降実験により、高グルコース負荷により制御されるヒストン修飾の候補として、転写抑制に働くH3K9ジメチル化を見出した。初年度の研究により、本研究目的の約1/3は達成されており、順調に進展している。
高グルコース負荷において、解糖系遺伝子群のヒストンH3K9ジメチル化の脱メチル化に関与するヒストン脱メチル化酵素を、siRNAを用いたスクリーニングにより明らかにする。同定されたヒストン脱メチル化酵素の遺伝子局在を、クロマチン免疫沈降実験により解析し、解糖系遺伝子の発現制御機構を明らかにする。
当該年度に予定していたChIP-seq解析を、次年度に行うことになった。
細胞培養器具、分子生物学試薬、生化学試薬、高速シークエンサー試薬の購入に使用する。また成果発表旅費に使用する。
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Scientific Reports
巻: 6 ページ: 28845
10.1038/srep28845
