2020 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular basis of low-dose effects based on super enhancer transcriptional regulation on nuclear receptors induced by in utero exposure of next-generation bisphenol derivatives
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20H00635
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松島 綾美 九州大学, 理学研究院, 准教授 (60404050)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬々 潤 株式会社ヒューマノーム研究所, 本社, 代表取締役社長 (40361539)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 蛋白質 / 発現制御 / 生体分子 / 生理活性 / 人体有害物質 / 内分泌かく乱物質 / 受容体化学 / 活性発現の分子機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有害環境化学物質、いわゆる環境ホルモンとして、様々な化合物が報告されている。なかでも、食品容器などのプラスチック原料であるビスフェノールAは、胎児期における極微量の暴露での生殖系や脳神経系への悪影響、すなわち「低用量効果」が知られる有害環境化学物質でもある。この悪影響のメカニズム解明は、健康・安全のために重要な課題である。申請者らは、これまでに、ビスフェノールAが結合するエストロゲン関連受容体γ型を発見した。さらに、ビスフェノールAの代替、あるいは高機能プラスチックの原料として用いられる新世代ビスフェノールもこの受容体に結合できることを見出した。一方で、エストロゲン受容体とエストロゲン関連受容体を共発現すると、転写活性が増強されることに気が付いた。これらより「ビスフェノール低用量効果は、転写因子が多数結合するスーパーエンハンサー領域を介し、転写活性を変化させることで生じる」と考えた。本課題研究では、これらの知見に基づき、低用量効果の分子基盤を解明する。
４年計画の初年度である本年度は、マウス胎仔脳を用いた免疫沈降クロマチンシークエンス（ChIP-seq）を行った。エストロゲン受容体α型についてはデータベースが蓄積されていることから、まず、エストロゲン受容体β型について実験することとした。このために、文部科学省科学研究費助成事業の学術変革領域研究「学術研究支援基盤形成」先進ゲノム支援に応募し、採択された。このおかげで、未曾有のコロナ感染拡大による困難はあったものの、無事に実験に成功し、新しい知見を得ることができた。
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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
４年計画の初年度である本年度は、ビスフェノールAの生殖系や脳神経系での悪影響、すなわち低用量効果を解明するために、ビスフェノール低用量効果に関与スーパーエンハンサー領域を同定することを目的に、免疫沈降クロマチンシークエンス（ChIP-seq）を行った。このために、文部科学省科学研究費助成事業の学術変革領域研究「学術研究支援基盤形成」先進ゲノム支援に応募し、採択された。まず初めに、ChIP-seqに用いる抗体を決定した。エストロゲン受容体α型と比較して、エストロゲン受容体β型の抗体の使用例は少なく、複数の抗体についてマウス脳における免疫染色を行い、最も良好な染色像が得られた抗体を使用した。マウス胎仔脳のChIP-seqを実施するにあたり、クロマチン画分を取得するための条件を決定し、それを用いて免疫沈降を実施した。培養細胞を用いた場合と異なり、脳には標的タンパク質であるエストロゲン受容体の発現量は少ないことから、ライブラリ作成に必要なDNAを沈降させるのに苦労した。最終的に、先進ゲノム支援による助言のおかげで、解析に成就した。コロナウイルス感染拡大によるさまざまな器具、試薬の納期の遅れや、行動制限のため、困難は多かったものの、予定通り解析を終了することができた。総合的には、当初計画どおりの順調な成果を得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
4年計画の初年度である本年度は、コロナウイルス感染拡大による行動制限により、動物実験の開始が遅れたものの、文部科学省科学研究費助成事業の学術変革領域研究「学術研究支援基盤形成」先進ゲノム支援のおかげで、最終的には予定通りの実験を実施し、データを取得することができた。今後、得られたデータを解析し、これまでに取得したChIP-seqデータおよび、公共データベース上のデータとの比較解析を行い、ビスフェノール低用量効果に関与するスーパーエンハンサー領域を同定する。さらに、推定されるゲノム領域が、マウス胎仔脳でオープンクロマチンとして遺伝子転写翻訳制御に関与することを示すために、同じ日齢のマウス胎仔脳を用いて、網羅的オープンクロマチン領域解析（ATAC-seq）を実施する。こうして、プラスチック原料であるビスフェノールAの胎児期における極微量の暴露での生殖系や脳神経系への悪影響、すなわち低用量効果のメカニズム解明を解明する。
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Research Products
(8 results)
