RNAメチル化を介した栄養情報と生物寿命

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01519
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 深水 昭吉 筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 教授 (60199172)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: RNAメチル化 / 寿命 / tRNA / rRNA / 線虫

研究実績の概要

今年度の研究実績として、tRNA iMetおよびeMetの相補ssDNA配列を固相化し、細胞から調製したRNA抽出液と混合することで、各tRNAを特異的に精製する方法を確立した。この技術を線虫の分子遺伝学と組み合わせることで、W02A11.1遺伝子がコードするタンパク質が、tRNAの中でも特に翻訳効率に影響するiMetおよびeMetの58番目のアデニンの1位のメチル化を触媒することを見出した。一方、哺乳類で同部位を脱メチル化する酵素として知られるALKB-1の線虫オルソログalkb-1をノックダウンした線虫のm1Aを、上記の方法で定量的に解析したところ、若干の増加傾向が認められた。またW02A11.1遺伝子については、線虫のL1幼虫期および成虫期からのノックダウンでいずれも有意な寿命延長が認められていたが、同時に健康寿命の指標である運動機能の上昇やストレス耐性の亢進をもたらすことが示された。
昨年度に引き続き、既存のDNA/RNA脱メチル化酵素の一次構造からノックダウンライブラリーを構築し、tRNAを基質とする新規脱メチル化活性のスクリーニングを展開してきたが、有力な候補遺伝子は得られなかった。一方で新たな取り組みとして、RNAメチル化酵素自身のタンパク質メチル化による活性制御の可能性に着目し、任意のタンパク質を精製後に酸加水分解処理し、そこに含まれるメチルアミノ酸をLC-MS/MSで分析する方法を確立した。リジン、アルギニン、ヒスチジンの全てのメチル化について検出が可能となり、W02A11.1タンパク質およびrRNAのアデニンメチル化酵素RRAM-1については、現在解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] m6A-mediated alternative splicing coupled with nonsense-mediated mRNA decay regulates SAM synthetase homeostasis (2021)
  • 著者名/発表者名: Watabe, E., Togo-Ohno, M., Ishigami, Y., Wani, S., Hirota, K., Kimura-Asami, M., Hasan, S., Takei, S., Fukamizu, A., Suzuki, Y., Suzuki, T. and Kuroyanagi, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age-dependent decline in remyelination capacity is mediated by apeline-APJ signaling (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., Muramastu, R., Kato, Y., Sharma, B., Uyeda, A., Tanabe, S., Fugimura, H., Kidoya, H., Takakura, N., Kawahara, Y., Takao, M., Mochizuki, H., Fukamizu, A. and Yamashita, T.
  • 雑誌名: Nat. Aging 巻: 1 ページ: 284-294
  • DOI: 10.1038/s43587-021-00041-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of protein arginine methyltransferase 1 (PRMT1) in brain development and disease (2020)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, M., Fukamizu, A., Nakagawa, T. and Kizuka, Y.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta Gen Subj. 巻: 1865 ページ: 129776
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2020.129776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptomic evaluation of pulmonary fibrosis-related genes: Utilization of transgenic mice with modifying p38 signal in the lungs (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, S., Kim, JD., Sugiyama, F., Matsuo, Y., Ishida, J., Murata, K., Nakamura, K., Namiki, K., Sudo, T., Kuwaki, T., Hatano, M., Tatsumi, K., Fukamizu, A., and Kasuya, Y.
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 21 ページ: E6746
  • DOI: 10.3390/ijms21186746
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a novel nucleolar protein complex required for mitotic chromosome segregation through centromeric accumulation of Aurora B (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujimura, A., Hayashi, Y., Kato, K., Kogure, Y., Kameyama, M., Shimamoto, H., Daitoku, H., Fukamizu, A., Hirota, T., and Kimura, K.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 48 ページ: 6583-6596
  • DOI: 10.1093/nar/gkaa449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of PRMT1 in the CNS induces reactive astrocytes and microglia during postnatal brain development (2020)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, M., Kumabe, A., Kim, JD., Murata, K., Sowmya, S., Williams, A., Lu, W., Ishida, J., Nakagawa, T., Endo, M., Minami, Y., and Fukamizu, A.
  • 雑誌名: J. Neurochem. 巻: 156 ページ: 834-847
  • DOI: 10.1111/jnc.15149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptomic changes involved in the dedifferentitation of myofibroblasts derived from the lung of a patient with idiopathic pulmonary fibrosis (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K., Kim, JD., Ugai, K., Matsuda, S., Mikami, H., Yoshioka, K., Ikari, J., Hatano, M., Fukamizu A., Tatsumi, K. and Kasuya, Y.
  • 雑誌名: Mol. Med. Rep. 巻: 22 ページ: 1518-1526
  • DOI: 10.3892/mmr.2020.11218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Region-specific upregulation of HNK-1 glycan in the PRMT1-deficient brain (2020)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, M., Hirata, T., Yonekawa, C., Takeichi, K., Fukamizu A., Nakagawa, T. and Kizuka, Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta. Gen. Subj. 巻: 1864 ページ: 129509
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2019.129509
  • 査読あり
• [学会発表] Cardiac profiling of gene expression in a mouse model of cardio-renal association with the histamine H3 receptor agonist (2021)
  • 著者名/発表者名: 室町直人, 石田純治，野口和之，金俊逹，深水昭吉
  • 学会等名: 第24回日本心血管内分泌代謝学会学術総会
• [学会発表] 生体直交型反応を示す官能基を付加したPPARγリガンドの合成と活性評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 安彩伽、大前勇馬、有本光江、加香孝一郎、礒田博子、深水昭吉、繁森英幸、宮前友策
  • 学会等名: 日本農芸化学会年会
• [学会発表] タンパク質メチル化酵素の組織特異的機能の多様性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 深水昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] ヒスタミンH3受容体アゴニストの心腎病態での遺伝子発現プロファイリング (2020)
  • 著者名/発表者名: 室町 直人, 金 俊達, 石田 純治, 野口 和之, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 線虫の精子特異的タンパク質におけるアルギニンメチル化制御機構の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田島 達也, 張 文瑜, 大徳 浩照, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] Study on the effect of H179Y one-point mutation in murine PRMT1 on biological functions (2020)
  • 著者名/発表者名: 姚 遠, 室町 直人, 金 俊達, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 線虫の新規ヒスチジンメチル化酵素METL-18の自己メチル化と生物学的意義の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 春木 陽香理, 大徳 浩照, 田島 達也, 加香 孝一郎, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 線虫を用いたタンパク質アルギニンモノメチル化酵素の同定と機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 張 文瑜, 田島 達也, 大徳 浩照, 染谷 百香, 加香 孝一郎, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] PRMT8が有するアルギニンメチル化活性の生物学的意義に関する研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森 遥佳, 田原 早央莉, 金 俊達, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] siRNAスクリーニングによる新規ヒスチジンメチル基転移酵素の探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 染谷 百香, 大徳 浩照, 加香 孝一郎, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 心筋細胞特異的遺伝子欠損マウスを用いたMETTL18の機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村 夏奈子, 金 俊達, 権 哲源, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 宇宙マウス心臓を用いた遺伝情報の統合的解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田原 早央莉, 金 俊達, 陸 偉哲, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 線虫における新規ヒスチジンメチル化酵素METL-18 の機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大徳 浩照, 田島 達也, 春木 陽香理, 染谷 百香, 加香 孝一郎, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 線虫（C. elegans）開始メチオニンtRNAの精製とそのメチル化解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加香 孝一郎, 中原 大輔, 大徳 浩照, 深水 昭吉
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [図書] 医学のあゆみ (2020)
  • 著者名/発表者名: 深水昭吉
  • 総ページ数: 132
  • 出版者: 医歯薬出版