Genome-stabilizing activity of aldehyde catalyzing enzymes that support epigenetic reprogramming

支持表观遗传重编程的醛催化酶的基因组稳定活性

• 批准号: 20K21394
• 负责人: 高田 穣
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21394/
• 关键词: ADH5; ALDH2; ADD syndrome; Fanconi anemia; iPS cells; reprogramming; エピゲノム再構成; フォルムアルデヒド; ゲノム損傷; iPS細胞; リプログラミング; アルデヒド; エピジェネティックリプログラミング; 脱メチル化酵素

アルデヒド分解酵素ADH5とALDH2の複合欠損症であるAldehyde degradation deficiency Syndrome(ADDSと略称)を同定した。その研究途上、この疾患由来細胞のiPS化が非常に困難であることに気づいた。本研究では、エピゲノム再構築に伴うヒストン脱メチル化反応によるホルムアルデヒド（HCHO）産生がゲノムを損傷すること、そして、HCHOを分解する酵素群であるADH5/ALDH2による解毒作用がエピゲノム再構築を支える必須メカニズムであるとの仮説を検証する。研究開始時、(1)ADH5/ALDH2のiPS細胞初期化における役割の検討と、(2)ADH5/ALDH2の低酸素から高酸素への再酸素化における役割の検討を設定したが、後者は実験的に困難であり、(1)に集中して検討を進めている。我々が発見した患者由来のADH5/ALDH2欠損線維芽細胞にADH5をドキシサイクリン(DOX)誘導性に発現させ、リプログラミングを試みたが、効率が非常に悪く、明瞭な結果を得ることができなかった。そこで、すでにiPS細胞化した患者由来のADH5/ALDH2欠損細胞にDOX誘導性のADH5発現カセッテをノックインしたものをインビトロで再度線維芽細胞に分化させ、さらにTERTを導入し、山中４因子を導入して、リプログラミングが可能な系を確立した。この系において、DOXYCYCLINE添加は、明瞭にリプログラミング効率を増大させる結果を得た。仮説がサポートされたと言える結果である。

Aldehyde degradation deficiency Syndrome(ADDS) It is very difficult to study the origin of iPS in cells. In this study, the enzyme group ADH5/ALDH2 for detoxification of HCHO produced by HCHO recombination was examined. At the beginning of the study,(1) the study on the initiation and reactivation of ADH5/ALDH2 iPS cells,(2) the study on the reactivation and reactivation of ADH5/ALDH2 hypoacidoxin, and (3) the study on the reactivation of ADH5/ALDH2 iPS cells was conducted in a centralized manner. We found that ADH5/ALDH2 deficient line cells derived from ADH5/ALDH2 patients were induced by ADH5-DOX, and the rate of response was very high. In this case, iPS cells derived from ADH5/ALDH2 deficient cells, DOX-inducible ADH5 expression, redifferentiation, TERT introduction, factor 4 introduction, and redifferentiation were established. This is the result of DOXYCYCLINE's increase in efficiency and clarity.仮说がサポートされたと言える结果である。

项目成果

Fanconi anemia proteins participate in a break-induced-replication-like pathway to counter replication stress

范可尼贫血蛋白参与断裂诱导复制样途径来对抗复制应激

• DOI: 10.1038/s41594-021-00602-9
• 发表时间: 2021-06
• 期刊: nature structural& molecular biology
• 作者: Xinlin Xu;Yixi Xu;Ruiyuan Guo;Ran Xu;Congcong Fu;Mengtan Xing;Hiroyuki Sasanuma;Qing Li;Minoru Takata;Shunichi Takeda;Rong Guo;Dongyi Xu
• 通讯作者: Dongyi Xu

SLFN11 promotes stalled fork degradation that underlies the phenotype in Fanconi anemia cells

• DOI: 10.1182/blood.2019003782
• 发表时间: 2021-01-21
• 期刊: BLOOD
• 影响因子: 20.3
• 作者: Okamoto, Yusuke;Abe, Masako;Takata, Minoru
• 通讯作者: Takata, Minoru

University of Minesota(米国)

明尼苏达大学（美国）

Discovery of a novel FA-like disorder Aldehyde Degradation Deficiency (ADD) Syndrome caused by ADH5/ALDH2 mutations

发现一种新型 FA 样疾病 由 ADH5/ALDH2 突变引起的醛降解缺陷 (ADD) 综合征

• 发表时间: 2021
• 作者: Anfeng Mu;Asuka Hira;Akira Niwa;Mitsujiro Osawa;Minako Mori;Yusuke Okamoto;Megumu K. Saito;Minoru Takata.
• 通讯作者: Minoru Takata.

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