エピゲノム制御を介した生体内エネルギー状態に応じた遺伝子発現調節機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K14919
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 井上 順 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (70323962)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: エピゲノム / マイクロアレイ

研究実績の概要

本研究の目的は、生体内エネルギー状態に応じた遺伝子発現の制御機構を理解することにあり、特に、エピゲノムレベルでの制御の可能性を検討する。具体的には摂食時に発現が上昇する遺伝子に関して、転写因子の活性制御だけでは説明のつかない遺伝子に着目し、ヒストンアセチル化やメチル化等のヒストンコードやDNAメチル化状態について解析を行う。はじめにマイクロアレイを用いて網羅的な遺伝子発現解析を行い、その結果を用いてエピゲノムレベルでの解析を進めた。絶食・再摂食で発現が顕著に変化する遺伝子の探索を行うために、オスの7週齢C57BL/6Jマウスを①自由摂食群、②24時間絶食群、③24時間再摂食群（24時間絶食後、24時間再摂食させた群）、④48時間再摂食群（24時間絶食後、48時間再摂食させた群）の4群に分けて検討を行った。その結果、再摂食時に発現が上昇した遺伝子にはSREBP-1cの標的遺伝子が、一方で発現が減少した遺伝子の中にはCREBやPPARαの標的遺伝子がそれぞれ含まれており、これまでに報告されている絶食・再摂食時に観察される転写因子の活性上昇が確認された。また、再摂食時に発現が上昇した遺伝子を分類したところ、2つのパターンに分けられた。一つは、②24時間絶食群と比較して、③24時間再摂食群で遺伝子発現が上昇し④48時間再摂食群で変化がなくなった一過性のもので、もう一つは発現が③24時間再摂食群、④48時間再摂食群で持続的に発現が上昇したものである。一方、再摂食時に発現が低下した遺伝子の場合でも同様に2つのパターンに分けられた。いくつかの遺伝子領域のヒストン修飾を検討したところ、遺伝子発現パターンとヒストンアセチル化レベルの相関が観察される領域とされない領域に分かれた。今後さらに、エピゲノムレベルでの制御を解析していく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Chrysin reduces the activity and protein level of mature forms of sterol regulatory element-binding proteins (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwase Masamori、Watanabe Kyoko、Shimizu Makoto、Suzuki Tsukasa、Yamamoto Yuji、Inoue Jun、Sato Ryuichiro
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: in press ページ: 1～7
  • DOI: 10.1080/09168451.2019.1608806
  • 査読あり
• [雑誌論文] FGF21 Alleviates Hepatic Endoplasmic Reticulum Stress under Physiological Conditions (2018)
  • 著者名/発表者名: MARUYAMA Ryuto、SHIMIZU Makoto、HASHIDUME Tsutomu、INOUE Jun、ITOH Nobuyuki、SATO Ryuichiro
  • 雑誌名: Journal of Nutritional Science and Vitaminology 巻: 64 ページ: 200～208
  • DOI: 10.3177/jnsv.64.200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isoxanthohumol stimulates ubiquitin-proteasome-dependent degradation of precursor forms of sterol regulatory element-binding proteins (2018)
  • 著者名/発表者名: Inoue Jun、Miyata Shingo、Shimizu Makoto、Sato Ryuichiro
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 82 ページ: 1591～1598
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1478715
  • 査読あり
• [雑誌論文] The exercise-inducible bile acid receptor Tgr5 improves skeletal muscle function in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Takashi、Kuboyama Ayane、Mita Moeko、Murata Shotaro、Shimizu Makoto、Inoue Jun、Mori Kazutoshi、Sato Ryuichiro
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 293 ページ: 10322～10332
  • DOI: 10.1074/jbc.RA118.002733
  • 査読あり
• [雑誌論文] The expression of Transmembrane Protein 100 is regulated by alterations in calcium signaling rather than endoplasmic reticulum stress (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuboyama Ayane、Sasaki Takashi、Shimizu Makoto、Inoue Jun、Sato Ryuichiro
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 82 ページ: 1377～1383
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1464899
  • 査読あり
• [学会発表] 再摂食時に発現が変動する遺伝子の網羅的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 杏子、岩瀬 将盛、鈴木 司、山本 祐司、井上 順
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度大会／東京
• [学会発表] エピゲノム制御による摂食応答遺伝子の発現変動メカニズムの解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 杏子、岩瀬 将盛、鈴木 司、山本 祐司、井上 順
  • 学会等名: 第73回日本栄養・食糧学会大会／静岡