| 研究課題/領域番号 |
25430178
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
日野 信次朗 熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (00448523)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | エピジェネティクス / エネルギー代謝 / ヒストンメチル化 |
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| 研究概要 |
栄養環境が細胞・組織の代謝プログラミングを惹起する過程をエピジェネティクスの観点から明らかにすることを目的として、ヒストン脱メチル化酵素LSD1の機能を分子レベル、細胞レベルで解析した。
1. LSD1による遺伝子発現制御におけるFAD合成系の役割の解析 細胞内代謝補酵素であるFADの合成量・様式がLSD1によるエピゲノム形成にどのように作用しうるかを検討した。生化学的解析や細胞染色法を用いてFAD合成酵素群が核内を含む細胞内の様々な部位で観察された。一方で、ペプチドタグを融合させたFAD合成酵素を細胞に強制発現させたところ、内因性タンパク質とは異なる局在を示したことから、その局在は能動的にコントロールされている可能性が示唆された。また、細胞内FAD量を安定的に定量する方法を確立した。この方法を用いて外部環境に応じて細胞内FAD量がどのように変化するか検討したところ、脂肪酸暴露によるFAD量増加は認められたが、その他の栄養・ホルモン刺激下では増減は認められなかった。
2. 骨格筋細胞分化・エピゲノム形成におけるLSD1機能の解析 LSD1が骨格筋細胞の代謝特性形成にどのように関与するかを検討した。LSD1阻害下でマウス骨格筋由来細胞C2C12に筋分化刺激を施すと、特徴的な代謝特性をもつ筋管が形成された。また、この代謝特性と一致する代謝関連遺伝子発現変化やヒストン修飾の変化が観察された。これらのことから、LSD1は骨格筋の代謝戦略策定に関わる重要因子である可能性が示唆された。
これらの成果は、細胞が外部環境を認識して細胞内部の代謝環境を作り替える機構を理解する上で重要な知見であると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
LSD1機能とFAD合成系に関する研究は概ね順調に進んでいる。FAD合成系の細胞内の挙動を捉えることができた。
骨格筋におけるLSD1の機能解析は予定通り進捗している。LSD1阻害下における遺伝子発現・代謝変化を多角的に解析することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
細胞内FAD量を安定的に定量出来るようになったので、様々な生物材料を用いてFAD量が生理条件下でどのように変化するかを評価する。また、FAD合成酵素が外部環境に応じてどのような細胞内挙動を示すかを観察する。これらの知見を踏まえて、当初平成26年度に計画していた環境依存性LSD1分子機能の解析を遂行する。
骨格筋におけるLSD1機能の解析も曳地付き実施する。特にChIP-seq法等を用いた網羅的なLSD1標的遺伝子の探索を行う。
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