2016 Fiscal Year Annual Research Report
核内レドックス制御機構とその破綻がもたらす病態の解明
Project/Area Number |
15H04692
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
本橋 ほづみ 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (00282351)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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Keywords | 親電子性物質 / エピゲノム / 転写複合体 / レドックス制御 |
Outline of Annual Research Achievements |
ゲノムDNAが収納されている核では、エピゲノム制御やDNAの複製・修復に伴い、活発な酸化還元反応が起こっていることが明らかになってきた。しかし、核内のレドックスバランスの制御機構とその破綻がもたらす病態には不明な点が多い。そこで、本研究では、核で発生する内因性親電子物質として代表的なホルムアルデヒドの解毒に重要なADH5(以前はADH3と呼ばれていた)の欠損状態がもたらす核内レドックス反応の撹乱を、DNA損傷を指標に評価し、エピゲノム代謝回転と細胞の増殖や老化の関係を明らかにすることを目指している。 本年は、Fancd2ノックアウトマウスとAdh5ノックアウトマウスの交配をすすめ、2重欠失マウスのほとんどが胎生致死であることを見いだした。そこで、誘導的にFancd2を欠失させるために、Fancd2F/F::Ubc-CreERT2::Adh5-/-マウスの作成を進めた。また、GSNOR活性のみうしなっているADH5 C174Sをノックインしたマウスを作成し、病態モデルマウスとの交配をすすめた。ADH5の酵素活性において、C174がADH5のポリサルファ修飾をになう重要なシステイン残基であること、また、C174S変異体は、ポリサルファ修飾のレベルが激減し、GSNOR活性をほぼ消失すること、一方で、FDH活性は維持しているころから、GSNOR活性にはADH5のポリサルファ化修飾が重要であることが示唆された。さらに、ポリサルファーの主たる産生酵素としてCars2を同定し、その遺伝子ノックアウトマウスをCRISPR-Cas9法により作成し、生体におけるポリサルファ産生機能を確認した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年は、マウスの作成を中心にすすめた。Fancd2::Adh5二重欠損マウスが胎生致死となることが確認できたことから、胎生期においてはエピゲノム代謝が活発なため、内因性ホルムアルデヒド産生量が多くなり、それによってもたらされるDNA損傷が修復されないことが致死をまねくものと予想される。本年、Fancd2F/F::Ubc-CreERT2::Adh5-/-マウスの作成も進め、近いうちに完成する予定である。当該マウスを用いて胎児期、若年期、老年期、それぞれに誘導的にFancd2を欠損させた場合のDNA損傷の程度を検討し、内因性ホルムアルデヒド代謝との関係、エピゲノム代謝との関係を明らかにする。
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Strategy for Future Research Activity |
今後は、Fancd2F/F::Ubc-CreERT2::Adh5-/-マウスに対してタモキシフェンを投与することで、誘導的にFancd2:Adh52重欠損状態を作成し、障害がおこる細胞系列を確認する。また、老齢マウスと若年マウスにおける障害の違いを調べ、内因性ホルムアルデヒドの産生レベルの違いとエピゲノム制御の活性との相関を検討する。
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Research Products
(51 results)
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[Journal Article] NRF2 suppresses macrophage inflammatory response by blocking proinflammatory cytokine transcription2016
Author(s)
Kobayashi EH, Suzuki T, Funayama R, Nagashima T, Hayashi M, Sekine H, Tanaka N, Moriguchi T, Motohashi H, Nakayama K, Yamamoto M
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 7
Pages: 11624
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] CD271 regulates the proliferation and motility of hypopharyngeal cancer cells2016
Author(s)
Mochizuki M, Tamai K, Imai T, Sugawara S, Ogama N, Nakamura M, Matsuura K, Yamaguchi K, Satoh K, Sato I, Motohashi H, Sugamura K, Tanaka N
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 6
Pages: 30707
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The structural origin of metabolic quantitative diversity2016
Author(s)
Koshiba S, Motoike I, Kojima K, Hasegawa T, Shirota M, Saito T, Saigusa D, Danjoh I, Katsuoka F, Ogishima S, Kawai Y, Yamaguchi-Kabata Y, Sakurai M, Hirano S, Nakata J, Motohashi H, et al.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 6
Pages: 31463
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Establishment of Protocols for Global Metabolomics by LC-MS for Biomarker Discovery.2016
Author(s)
Saigusa D, Okamura Y, Motoike IN, Katoh Y, Kurosawa Y, Saijyo R, Koshiba S, Yasuda J, Motohashi H, Sugawara J, Tanabe O, Kinoshita K, Yamamoto M
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Journal Title
PLoS One
Volume: 11
Pages: e0160555
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Protein polysulfidation-dependent persulfide dioxygenase activity of ethylmalonic encephalopathy protein 12016
Author(s)
Jung M, Kasamatsu S, Matsunaga T, Akashi S, Ono K, Nishimura A, Morita M, Abdul Hamid H, Fujii S, Kitamura H, Sawa T, Ida T, Motohashi H, Akaike T
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun
Volume: 480
Pages: 180-186
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] 細菌のイオウ呼吸はすべての生物種に保存されている:哺乳類における新しいエネルギー代謝経路・イオウ呼吸の発見2017
Author(s)
赤池孝章, 井田智章, 松永哲郎, 守田匡伸, 笠松真吾, 西村 明, 藤井重元, 居原 秀, ジョン ミンギョン, 赤司壮一郎, 澤 智裕, 本橋ほづみ
Organizer
第90回日本細菌学会総会
Place of Presentation
仙台国際センター(仙台)
Year and Date
2017-03-19 – 2017-03-21
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[Presentation] KEAP1-NRF2 system in stress responss and cancer malignancy2017
Author(s)
本橋ほづみ
Organizer
Kumamoto University Advence Research Project A & Program for Advancing Strategic International Networks to Accelerate the Circulation of Talented Researchers, International Symposium
Place of Presentation
Kumamoto University, Kumamoto
Year and Date
2017-02-11 – 2017-02-11
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] NRF2 and ROS metabolism2016
Author(s)
本橋ほづみ
Organizer
Educational session, ESMO Asia 2016
Place of Presentation
Suntec Signapore Convention & Exhibition Centre, Singapore
Year and Date
2016-12-16 – 2016-12-16
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Translation-coupled protein polysulfation, a unique biosynthesis pathway of cysteine persulfide2016
Author(s)
Ida T, Ihara H, Wei F, Tomizawa K, Kasamatsu S, Matsunaga T, Kumagai Y, Sawa T, Motohashi H, Akaike T
Organizer
The 9th International Conference of the Biology, Chemistry and Theapeutic applications of nitric oxide
Place of Presentation
Sendai International Center (Sendai)
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-22
Int'l Joint Research
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[Presentation] Regulation of reactive sulfuer species by ethylmalonic encephalopathy protein 1, persulfide dioxygenase2016
Author(s)
Jung S, Matsuaga T, Kitamura H, Ono K, Ida T, Fujii S, Sawa T, Motohashi H, Akaike T
Organizer
The 9th International Conference of the Biology, Chemistry and Theapeutic applications of nitric oxide
Place of Presentation
Sendai International Center (Sendai)
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-22
Int'l Joint Research
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[Presentation] Regulation of mitochondrial energy metabolism by cysteine persulfide produced by mitochondrial cysteinyl-tRNA synthass2016
Author(s)
Sato F, Okutomi M Matsunaga T, Kasamatsu S, Kaneki M, Ida T, Morita M, Tomizawa K, Fujii S, Motohashi H, Akaiake T
Organizer
The 9th International Conference of the Biology, Chemistry and Theapeutic applications of nitric oxide
Place of Presentation
Sendai International Center (Sendai)
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-22
Int'l Joint Research
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[Presentation] Regulation of mitochondria biogenesis by cysteine persulfide produced by cysteinyl-tRNA synthetase2016
Author(s)
Nishimura A, Matsunaga T, Ida T, Kasamatsu S, Morita M, Fanyan W, Tomizawa K, Fujii S, Motohashi H, Akaike T
Organizer
The 9th International Conference of the Biology, Chemistry and Theapeutic applications of nitric oxide
Place of Presentation
Sendai International Center (Sendai)
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-22
Int'l Joint Research
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