ヒストン修飾酵素の翻訳調節を介したポリアミンによる遺伝子発現制御機構の解明

通过组蛋白修饰酶的翻译调控阐明多胺的基因表达控制机制

• 批准号: 21K15258
• 负责人: 坂本 明彦
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Chiba Institute of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15258/
• 关键词: ヒストン修飾; ヒストン脱メチル化酵素; ポリアミン; 翻訳; 遺伝子発現

がんや生活習慣病などの疾病との関連において、エピジェネティックな遺伝子発現制御に重要な役割を果たすヒストン修飾の異常が報告されている。研究代表者は、ヒストンアセチル化に着目し、細胞増殖促進因子ポリアミンがヒストンアセチル化酵素を翻訳レベルで制御することを明らかにし、ポリアミンをヒストン修飾酵素の制御因子として提唱した。そこで本研究では、ヒストン修飾において重要なヒストンメチル化におけるポリアミンの効果を検討した。昨年度までの研究により、細胞内のポリアミン減少によりヒストンメチル化の増加、ヒストン脱メチル化酵素JARID1C、JMJD2A及びUTXの発現の有意な減少を見出した。また、これらヒストン脱メチル化酵素は、ポリアミンにより翻訳レベルで発現制御することが示唆された。ポリアミンによるヒストン脱メチル化酵素翻訳制御機構を解明するため、各mRNAの一部をEGFP遺伝子に繋げたプラスミドを作製した。また、部位特異的変異導入法により変異させたプラスミドを作製し、EGFPの発現量から各mRNAにおけるポリアミン作用部位を同定した。JMJD2A mRNAにおいて、ポリアミン作用部位を詳細に解析したところ、翻訳抑制構造であるG-quadruplex（グアニン四重鎖）を形成する可能性を見出した。そこで、G-quadruplex構造を欠損させた変異体を作製しポリアミンの効果を解析したところ、ポリアミンがG-quadruplex構造付近に作用し、mRNAの構造を変化させ、JMJD2Aの翻訳促進させることが明らかとなった。

The relationship between living habits and diseases, the occurrence of diseases, the control of important diseases, the modification of diseases and abnormalities are reported. The research representatives expressed their views on the regulation of cell growth promotion factors and the regulation of cell growth modification enzymes. This paper discusses the effect of the modification of the structure of the system. In the past year's research, the reduction of intracellular protein, the increase of protein and protein, and the intentional reduction of the occurrence of protein and protein enzymes JARID1C, JMJD2A and UTX were found. This is the first time that the enzyme has been detected. The expression of EGFP gene in mRNA is controlled by the expression of EGFP gene. The expression of EGFP was determined by the site-specific gene introduction method. The possibility of formation of G-quadruplex was revealed by detailed analysis of JMJD2A mRNA. The structure of JMJD2A was transformed into mRNA. The structure of JMJD2A was transformed into mRNA.

项目成果

千葉科学大学 薬学部 病態生化学研究室

千叶理科大学药学部病理生物化学实验室

Regulation of gene expression through translational stimulation of histone modifying enzymes by polyamines.

通过多胺对组蛋白修饰酶的翻译刺激来调节基因表达。

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Kashiwagi;A. Sakamoto;Y. Terui;K. Igarashi
• 通讯作者: K. Igarashi

Polyamines produced by an extreme thermophile are essential for cell growth at high temperature

• DOI: 10.1093/jb/mvac048
• 发表时间: 2022-05-25
• 期刊: JOURNAL OF BIOCHEMISTRY
• 影响因子: 2.7
• 作者: Sakamoto, Akihiko;Tamakoshi, Masatada;Terui, Yusuke
• 通讯作者: Terui, Yusuke

Urinary Amino Acid-Conjugated Acrolein and Taurine as New Biomarkers for Detection of Dementia

尿氨基酸共轭丙烯醛和牛磺酸作为检测痴呆症的新生物标志物

• DOI: 10.3233/jad-220912
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Alzheimer's Disease
• 作者: Yoshida Madoka;Uemura Takeshi;Mizoi Mutsumi;Waragai Masaaki;Sakamoto Akihiko;Terui Yusuke;Kashiwagi Keiko;Igarashi Kazuei
• 通讯作者: Igarashi Kazuei

認知症疾患における尿中アミノ酸抱合アクロレインとタウリン量の低下

痴呆症中尿氨基酸共轭丙烯醛和牛磺酸水平降低

• 发表时间: 2023
• 作者: Nakayama S;Nishio J;Nagao S;Aoki M;Nabeshima K;Yamamoto T.;吉田円，植村武史，溝井睦美，藁谷正明，坂本明彦，照井祐介，柏木敬子，五十嵐一衛
• 通讯作者: 吉田円，植村武史，溝井睦美，藁谷正明，坂本明彦，照井祐介，柏木敬子，五十嵐一衛