SAM合成酵素を標的とするエピゲノム書き換え法

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25460351
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 加藤 恭丈 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 講師 (40397914)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: エピジェネティクス / SAM合成酵素 / ヒストンメチル化 / DNAメチル化

研究実績の概要

メチオニン・アデノシル転移酵素II（MATII）は、触媒サブユニット（α）と機能不明な非触媒サブユニット（β）から構成され、S-アデノシルメチオニン（SAM）の生合成を触媒する。合成されたSAMはメチル基転移酵素（MT）の基質として利用され、そのメチル基はDNA中のシトシンやヒストンのリジン残基などへ転移され、クロマチンレベルでのエピジェネティクスを支配する。本研究の主題は、ヒストンやDNAのメチル化を包括的に低下させる方法を開拓し、細胞記憶を消去して、クロマチンと細胞の可塑性を高める技術を開拓することである。平成２５年度に達成した、細胞株への一過的なMATIIαノックダウンから、平成２６年度には、ヒストンやDNAを包括的に検出することができた。しかし、当初予定していた細胞記憶の書き換え法には、苦戦を強いられ至らなかった。その理由に、ノックダウンによって、ゲノムの不安定性、特にセントロメア周縁部のリピート配列に存在する遺伝子の発現やエピゲノムの変動が見いだされたからである。この点を踏まえて、平成２７年度では、MATIIβによるMATIIαの核移行制御と、それに伴ったエピゲノム制御が明らかになってきた。細胞免疫組織染色により、これまで過剰発現させたMATIIαとβの核移行だけでなく、内在するMATIIの両サブユニットの挙動をとらえることができた。現在、論文投稿に向けて執筆中である。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic Regulation of the Blimp-1 Gene (Prdm1) in B Cells Involves Bach2 and Histone Deacetylase 3. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, Muto A, Shima H, Katoh Y, Sax N, Tajima S, Brydun A, Ikura T, Yoshizawa N, Masai H, Hoshikawa Y, Noda T, Nio M, Ochiai K, Igarashi K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 291 ページ: 6316-6330
  • DOI: 10.1074/jbc.M116.713842.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The mediator subunit MED16 transduces NRF2-activating signals into antioxidant gene expression. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekine H, Okazaki K, Ota N, Shima H, Katoh Y, Suzuki N, Igarashi K, Ito M, Motohashi H, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 巻: 36 ページ: 407-420
  • DOI: 10.1128/MCB.00785-15.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synergistic Effect of Neutral Protease and Clostripain on Rat Pancreatic Islet Isolation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Dendo M, Maeda H, Yamagata Y, Murayama K, Watanabe K, Imura T, Inagaki A, Igarashi Y, Katoh Y, Ebina M, Fujimori K, Igarashi K, Ohuchi N, Satomi S, Goto M.
  • 雑誌名: Transplantation 巻: 99 ページ: 1349-1355
  • DOI: 10.1097/TP.0000000000000662.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 日本人多層オミックス参照パネル公開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小柴 生造、加藤 恭丈、三枝 大輔、元池 育子、城田 松之、斎藤 智、田邉 修、安田 純、木下 賢吾、山本 雅之
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、兵庫県・神戸市
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] S-アデノシルメチオニン（SAM）の核内産生機構とそのエピゲノム制御における役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐 和彦、蝦名 真行、加藤 恭丈
  • 学会等名: 第26回同人化学フォーラム
  • 発表場所: 熊本ホテルキャッスル、熊本県・熊本市
  • 年月日: 2015-11-13 – 2015-11-13
• [学会発表] 血漿プロテオームによる大規模住民コホート研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤恭丈
  • 学会等名: 第13回日本ヒトプロテオーム学会（JHUPO）
  • 発表場所: くまもと森都心プラザ、熊本県・熊本市
  • 年月日: 2015-07-23 – 2015-07-24
  • 招待講演
• [備考] 日本人多層オミックスリファレンスパネル（jMorp）
  • URL: https://jmorp.megabank.tohoku.ac.jp/