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2012 年度 実施状況報告書

エピジェネティクスを用いた脳特異的Oーマンノース糖鎖の発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23770163
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

木塚 康彦  独立行政法人理化学研究所, 疾患糖鎖研究チーム, 基礎科学特別研究員 (20564743)

キーワード国際研究者交流 / 国際情報交換
研究概要

本研究課題は、糖鎖を形作る糖転移酵素の遺伝子発現制御機構を明らかにすることである。各々の糖転移酵素は組織特異的に発現しているが、その詳細な機構はほとんど分かっていない。本研究では特に、脳特異的に発現している糖転移酵素GnT-IXに着目し、その発現制御機構の解明を目指している。
昨年度までの成果により、GnT-IX遺伝子の発現が脳特異的な転写因子であるNeuroD1のプロモーター領域への結合により制御されていること、またその結合はGnT-IX遺伝子領域のエピジェネティックなヒストン修飾(クロマチン修飾)によって制御されていることを明らかにしている。しかしこのヒストン修飾がどのように調節されているのかは分かっていない。
平成24年度は、このヒストン修飾のメカニズムを明らかにすること、また他の類似した糖転移酵素遺伝子の制御機構を明らかにすること、この2点を目的に研究を行った。その結果、GnT-IX遺伝子周辺のヒストンを抑制的に修飾する因子としてHDAC11が、逆にヒストンを活性化する因子としてO-GlcNAc transferaseとTET3の複合体を新たに見出した。また類似する糖転移酵素として、GnT-III, V, Fut8の3種の遺伝子の解析を試みたが、新たに見出したメカニズムはGnT-IX遺伝子に特異的なものであることがわかった。
以上の結果から各糖転移酵素遺伝子は異なるメカニズムによって制御されており、特に脳特異的なGnT-IXでは、エピジェネティックな制御を受けやすいことがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究課題では、すでに昨年度までに一定以上の成果が得られ、Journal of Biological Chemistry誌に論文として受理されている。また現在、糖転移酵素の遺伝子発現を制御する新たなエピジェネティック因子を同定できている。この成果は現在論文としてまとめつつあり、平成25年度内には十分に受理される見通しが立っている。

今後の研究の推進方策

平成24年度はある程度の成果が得られたが、それらは神経系の細胞株により得られたデータがほとんどで、in vivoにおけるメカニズムの解明には至っていない。平成25年度は、マウスより単離したニューロン、アストロサイトを含む種々の初代培養細胞、またマウスの臓器を用いてクロマチン、転写因子等の解析を行うことが重要と考えられる。またGnT-IX以外の糖転移酵素のエピジェネティック制御に関して、新たな因子の探索を行う。

次年度の研究費の使用計画

該当なし

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Regulated expression and neural functions of human natural killer-1 (HNK-1) carbohydrate.2012

    • 著者名/発表者名
      Kizuka Y, Oka S
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Life Sciences

      巻: 69 ページ: 4135-4147

    • DOI

      10.1007/s00018-012-1036-z

    • 査読あり
  • [学会発表] Gene expression of brain specific glycosyltransferases and their epigenetic regulation2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Kizuka, Kyohei Okahara, Shinobu Kitazume and Naoyuki Taniguchi
    • 学会等名
      Joint Meeting of the Society for Glycobiology and American Society for Matrix Biology
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      20121111-20121114
  • [学会発表] エピジェネティクスによる脳特異的な糖転移酵素の発現制御メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      木塚康彦、岡原京平、北爪しのぶ、谷口直之
    • 学会等名
      第31回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20120917-20120920
  • [学会発表] Brain specific regulation of GnT-IX expression by epigenetic mechanism2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Minoru Yoshida, Naoyuki Taniguchi
    • 学会等名
      2nd RIKEN-SNU Symposium
    • 発表場所
      Nami island
    • 年月日
      20120517-20120518
  • [備考] RIKEN RESERACH

    • URL

      http://www.rikenresearch.riken.jp/eng/research/6760

  • [備考] 糖転移酵素「GnT-IX」が脳だけに存在する仕組みを解明

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2011/20110725/

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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