新分野「食のエピジェノミクス」創生の基礎研究

创建新领域“食品表观基因组学”的基础研究

基本信息

批准号：
16658055
负责人：
加藤久典
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、食餌成分のうちアミノ酸に注目し、アミノ酸の利用性によるエピジェネティクスレベルでの変化を検出できるか否かを解析した。特にアミノ酸に欠乏に鋭敏に応答する遺伝子であるIGFBP-1遺伝子に着目し、これらの遺伝子部位におけるヒストンのアセチル化およびメチル化の変動を免疫クロマチン沈降法(ChIP法)で検出した。HepG2細胞をロイシン欠乏培地(-Leu)で12時間処理し、同遺伝子を含む領域約30kbpについて3kbpの解像度で測定した。ヒストンH3のアセチル化は転写開始点付近(+73および-3357)においてロイシン欠乏で有意に増加した。H4については転写領域から上流20kbにかけて幅広い領域で有意な増加が認められた。H3のメチル化に関しても、転写促進性のLys4のメチル化では転写開始点付近で増加し、逆に抑制性のLys9のメチル化は10数kb以上上流の領域で減少しており、ロイシン欠乏による同遺伝子の転写制御と良く対応していた。同じ条件において各種転写因子の結合状態をChIP法で調べたところ、数kb上流付近へのATF-3、ATF-4およびC/EBPβの結合が-Leuで有意に増加しており、これは他のアミノ酸応答遺伝子であるアスパラギンシンターゼ(AS)遺伝子でも明確に観察された。これらの転写因子の機能をより明確にするため、各転写因子をノックダウンした場合にIGFBP-1およびAS遺伝子のアミノ酸に対する応答がどのようになるかを検討した。ATF-3およびATF-4のノックダウンの場合にこれら遺伝子の発現上昇が抑制されたので、これらの転写因子の重要性が確認された。

今年，我们重点研究了膳食成分中的氨基酸，并分析了是否有可能检测到由于氨基酸的可用性而导致的表观遗传水平的变化。我们特别关注IGFBP-1基因，这是一种对氨基酸缺乏敏感的基因，并使用免疫染色质沉淀（ChIP）检测了这些基因位点组蛋白乙酰化和甲基化的变化。用缺乏亮氨酸的培养基(-Leu)处理HepG2细胞12小时，以3kbp的分辨率测量含有相同基因的区域的约30kbp。由于转录起始位点（+73 和 -3357）附近亮氨酸缺乏，组蛋白 H3 的乙酰化显着增加。关于H4，在从转录区域到上游20kb的广泛区域中观察到显着增加。关于H3甲基化，促进转录的Lys4的甲基化在转录起始位点附近增加，而抑制转录的Lys9的甲基化在上游10kb以上的区域减少，这与同一基因的转录调控非常一致。在相同条件下使用 ChIP 方法研究各种转录因子的结合状态时，-Leu 显着增加了 ATF-3、ATF-4 和 C/EBPβ 上游几 kb 的结合，这与在天冬酰胺合酶（AS）基因中也清楚地观察到了这一点，这是一种氨基酸反应基因。为了阐明这些转录因子的功能，我们检查了当每个转录因子被敲低时对 IGFBP-1 和 AS 基因中氨基酸的反应。这些转录因子的重要性得到了证实，因为 ATF-3 和 ATF-4 敲低后这些基因的表达增加受到抑制。