ゲノム安定化領域の同定と機能解析

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18510173
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 城西大学
• 研究代表者: 日比野 康英 城西大学, 薬学部, 教授 (10189805)
• 研究分担者: 岡崎 真理 城西大学, 薬学部, 助教 (50272901) ; 神内 伸也 城西大学, 薬学部, 助手 (80433647)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: ヒトゲノム / 核マトリックス / DNA結合蛋白質 / 遺伝子発現 / バイフォインフォマティックス / 転写因子

研究概要

我々は、核マトリックスがゲノム機能を支える基盤として、遺伝子の発現、すなわち生命現象の機能発現と密接に関連していると考え、これまでに数百に及ぶ遺伝子についてMAR/SAR領域を同定してその機能を明らかにしてきた。その方法は、The Human Genome Database (GDB) (Future et al. 2000; http::/ gdbwww. gdb.org/)より得たヒトゲノム情報を用いて、MAR/SAR領域検索プログラム[MARFinderあるいはSMARTest (Friscm et al. 2002; http://www.genomatix. de/cgi-bin/smartest pd/smartest.pl)]による候補領域の推定後、実験的にその存在を証明して同定することができた。一方で、この実験で用いたプログラムの信頼性を高く評価することも可能となった。今後、残された遺伝子に関するMAR/SAR領域の同定には、このプログラムを原則として用いる点で有用性があるとの結論に至った。
一方、核基質足場タンパク質(P130/MAT3)とMAR/SARとの相互作用を通して"細胞核のダイナミクス"を解析するために、種々の機能タンパク質の関与を調査した。
1.P-糖蛋白質遺伝子の転写因子結合領域の推定
P-糖タンパク質遺伝子のMAR/SAR領域と各種転写因子結合コンセンサス配列を推定した。その結果、P-糖タンパク質遺伝子には3種類のMAR/SAR配列とNF-κBを含む種々の興味深い転写因子の結合コンセンサス配列の存在を確認した。
2.NF-κB結合領域の同定
抗転写因子抗体を用いて、NF-κBなどの結合部位を転写上流5000塩基の領域内で同定した。また、多種類の因子の結合領域を同定した。
3.MAR/SAR領域の推定とP130/MAT3および種々の転写因子との相互作用
抗P130/MAT3抗体を用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)によりそれらの相互作用を検討し、極めて巧妙な調節制御を確認した。即ち、将来的にMAR/SAR領域のエピジェネティクス解析が、遺伝子発現制御に重要な知見をもたらす可能性があるとの結論に至った。
本研究計画は、いわゆる塩基配列としての遺伝子の発現調節領域(MAR/SAR)を同定する"ゲノム構造研究"と、 MAR/SARと相互作用する核基質足場タンパク質の機能解析を通して細胞核の機能を解明する"細胞核のダイナミズム研究"が融合したプロジェクトであると判断した。

研究成果

• [雑誌論文] Iwata, N., Okazaki, M., Kasahara, C., Kamiuchi, S., Suzuki, F., Iizuka, H, and Hibino Y., Protective effects of a water- soluble extract from culture medium of Ganoderma lucidum mycelia against neuronal damage after cerebral ischemia/ reperfusion in diabetic rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: Iwata, N., Okazaki, M., Kasahara, C., Kamiuchi, S., Suzuki, F., Iizuka, H, and Hibino Y.
  • 雑誌名: Journal of Japanese Society of Nutrition and Food Science 61 ページ: 119-127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protective effects of a water- soluble extract from culture medium of Ganoderma lucidum mycelia against neuronal damage after hypoxia- ischemia in mice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Okazaki M., Iwata N., Horiuchi S., Kamiuchi S., Suzuki F., Iizula H. and Hibino Y.
  • 雑誌名: Jap. J. Complement. Alter. Med. 5 ページ: 153-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antioxidant properties of a water-soluble extract from culture medium of Ganoderma lucidum (Rei- shi) mycelia and antidiabetic effects in streptozotocin-treated mice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Okazaki M., Tanaka A., Hatta Y., Kawahara Y., Kamiuchi S., Iwata N., Asano S., Suzuki F., Iizuka H. and Hibino Y.
  • 雑誌名: Jap. J. Complement. Alter. Med. 5 ページ: 209-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of CMV promoter-driven exogenous gene expression with doxorubicin in genetically modified cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita A., Kobayashi D., Hibino Y., Isago T., Uchino K., Yagi K., Hirai M., Saitoh Y. and Komada F.
  • 雑誌名: J. Phamacy Pharmacol. 60 ページ: 1659-1665
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue distribution and hepatic subcellular distribution of perfluoro- octanoic acid at low dose are different from those at high dose in rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kudo, N., Sakai, A., Mitsumoto, A., Hibino, Y., Tsuda, T. and Kawashima, Y.
  • 雑誌名: Biological & Pharmaceutical Bulletin 30 ページ: 1535-1540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory effects of a water-soluble extract from culture medium of Ganoderma lucidum (Rei-shi) mycelia on postprandial blood glucose elevation in mice and additional effect with α-glucosidase inhibitor. (2007)
  • 著者名/発表者名: Usui, T., Okazaki, M., Kamiuchi, S., Suzuki, F., Iizuka, H. and Hibino, Y.
  • 雑誌名: Journal of Japanese Society of Nutrition and Food Science 60 ページ: 249-255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of pioglitazone on stearoyl-CoA desaturase in obese Zucker fa/fa rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Toyama, T., Kudo, N., Hibino Y., Mitsumoto A., Nishikawa M. and Kawashima Y.
  • 雑誌名: Journal of Pharma- cological Sciences 104 ページ: 137-145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Steroyl-CoA desaturase activitiy is elevated by the suppression of its degradation by clofibric acid in the liver of rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Toyama T., Kudo N., Mitsumoto A., Hibino Y., Tsuda T. and Kawashima Y.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 103 ページ: 383-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rat organic anion transporter 3 and organic anion transporting polypeptide 1 mediate perfluorooctanoic acid transport. (2006)
  • 著者名/発表者名: Katakura M., Kudo N., Tsuda T. Hibino, Y., Mitsumoto A. and Kawashima Y.
  • 雑誌名: Journal of Health Science 53 ページ: 77-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular properties and intracellular localization of rat liver nuclear scaffold protein P130 (2006)
  • 著者名/発表者名: Hibino Y., Usui T., Morita Y., Hirose N., Okazaki M., Sugano N. and Hiraga K.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta. 1759 ページ: 195-207
  • 査読あり
• [雑誌論文] The galectin-3 gene promoter binding proteins in the liver of rats 48-h post-treatment with CCl_4. (2006)
  • 著者名/発表者名: Li F, Kato I, Kawaguchi H, Takasawa K, Hibino Y., and Hiraga K.
  • 雑誌名: Gene 367 ページ: 46-55
  • 査読あり
• [学会発表] 高血圧自然発症ラット腸管の酸化ストレスの変動とP-糖蛋白質の発現 (2009)
  • 著者名/発表者名: 深谷 睦、神内伸也、岡崎真理、日比野康英
  • 学会等名: 日本薬学会第129年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-03-01
• [学会発表] 高血圧自然発症ラットの腸管における参加ストレスとP-糖蛋白質の発現 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深谷 睦、神内伸也、岡崎真理、日比野康英
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会 第81回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] ラット腸管細胞における酸化ストレスに応答したP-糖蛋白質の発現調節 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神内伸也、高山 武、臼井達洋、岡崎真理
  • 学会等名: 日比野康英,第31回日本分子生物学会 第81回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] 高血圧自然発症ラットの酸化ストレスと腸管におけるP-糖蛋白質の発現 (2008)
  • 著者名/発表者名: 深谷 睦、岡崎真理、神内伸也、日比野康英
  • 学会等名: 埼玉医療懇話会 第27回学術講演会
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2008-05-01
• [学会発表] 高血圧自然発症ラットの腸管におけるP-糖蛋白質の発現と酸化ストレス (2008)
  • 著者名/発表者名: 深谷 睦, 神内伸也, 岡崎真理, 日比野康英
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-03-01
• [学会発表] ストレプトゾトシン誘発糖尿病ラット腸管におけるCYP3Asの発現制御機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田 裕樹、神内 伸也、岡崎 真理、日比野 康英
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-03-01
• [学会発表] ストレプトゾトシン誘発糖尿病ラット腸管でのP-糖蛋白質(P-gp)を介した薬物輸送 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩渕麗、神内伸也、高山武、岡崎真理、日比野康英
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-03-01
• [学会発表] Analysis of gene expression of P-glycoprotein associated with oxidative stress (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinya Kamiuchi, Takashi Takayama, Rei Iwabuchi, Tatsuhiro Usui, Mari Okazaki, Yasuhide Hibino
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-01
• [学会発表] Induction of intestinal CYP3As in streptozotocin-induced diabetic rats (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuki Nagata, Tatsuhiro Usui, Takeshi Takayama, Mutsumi Fukaya, Mari Okazaki, Yasuhide Hibino
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-01
• [学会発表] 糖尿病ラット腸管のP-gp発現メカニズムにおける酸化ストレスの関与 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高山 武、神内伸也、岡崎真理、岩渕 麗、日比野康英
  • 学会等名: 日本薬学会第127年会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2007-03-01
• [学会発表] Protein kinases for modulating phosphorylation status of P130/MAT3 (2006)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Usui, Takeshi Takayama, Mitsutaka Urimoto, Mari Okazaki, Koichi Hiraga and Yasuhide Hibino
  • 学会等名: 第79回日本生化学会大会、20^<th> IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology & 11^<th> FAOBMB Congress
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2006-06-01
• [図書] Nuclear Dynamics: approaches from molecular biochemical and visual biology" Transcriptional modulation by nuclear matrix protein P130/MAT3 associated with MAR/SAR.(K. Nagata & K. Takeyasu(Eds.)) (2007)
  • 著者名/発表者名: Hibino Y., Usui T., and Hiraga K.
  • 総ページ数: 255-262
  • 出版者: Springer-Verlag Tokyo
• [図書] 「栄養科学イラストレイテッド生化学」(第8章 糖質の代謝) (2007)
  • 著者名/発表者名: 日比野康英(園田 勝 編)
  • 総ページ数: 73-94
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 「栄養科学イラストレイテッド生化学」(第14章遺伝子発現とその制御) (2007)
  • 著者名/発表者名: 日比野康英(園田 勝 編)
  • 総ページ数: 154-174
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 「栄養科学イラストレイテッド演習版生化学」(第8章 糖質の代謝) (2007)
  • 著者名/発表者名: 日比野康英(園田 勝 編)
  • 総ページ数: 64-87
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 「栄養科学イラストレイテッド演習版生化学」(第14章遺伝子発現とその制御) (2007)
  • 著者名/発表者名: 日比野康英(園田 勝 編)
  • 総ページ数: 145-166
  • 出版者: 羊土社