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環境化学物質が酸化ストレスを介してエピジェネティック変化を誘導する機序の解明(平成 25年度)
Involvement of oxidative stress in the epigenetic changes induced by environmental chemicals

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1113CD011
開始/終了年度
2011~2013年
キーワード(日本語)
環境化学物質,酸化ストレス,エピジェネティクス,DNA修復酵素,転写因子
キーワード(英語)
Environmental chemicals, Oxidative stress, Epigenetics, DNA repair enzyme, Transcription factors

研究概要

環境化学物質による遺伝子発現変化において、化学物質のエピジェネティック作用の関与が報告されつつある一方で、化学物質がエピジェネティック作用を誘導する機序についてはほとんど明らかにされていない。本研究では、多くの有害環境化学物質の毒性発現に関与する酸化ストレスを発端として、それによって活性化される転写因子、または損傷を受けたDNAを修復するために誘導されるDNA修復酵素群と、エピジェネティクス関連因子との相互作用に着目し、化学物質によるエピジェネティック変化誘導の機序の解明を行う。また、酸化ストレスやDNA損傷、エピジェネティック変化に対する感受性の性差に関しても検討を行う。

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:

全体計画

野生型マウスまたは変異原性検出用遺伝子導入マウス (gpt deltaマウス)に、無機ヒ素やメチル欠乏食を単独/複合投与し、肝臓に酸化ストレスを与える。この肝臓においてDNA損傷に関わる因子、転写因子の活性変化・遺伝子発現変化、エピジェネティクスに関わる因子の変動を、化学機器分析や生化学・分子生物学的分析によって明らかにする。これらの中から、標的となるゲノム部位におけるDNA修復酵素、転写因子、エピジェネティクス関連酵素の相互作用を明らかにし、酸化ストレスからエピジェネティック変化に至る道筋を決定する。

今年度の研究概要

(1)Tet-Tdgを介する能動的脱メチル化経路では、5meC からTetの作用によって生成する5ヒドロキシメチルシトシン(5hmC)がTetと相互作用して脱メチル化を促進することが最近報告された。組織中の5hmC量の精密測定を可能とするために、安定同位体標識5hmCを合成して標準物質とし、LC/MS/MSによって量を精密測定する条件を確立する。
(2)細胞株に活性酸素種(ROS)を生産する酵素であるNADPH oxidase等をトランスフェクションし、DNAメチル化酵素や能動的脱メチル化経路で働く酵素の発現量の定量、5meC, 5hmeCのLC/MS/MSによる精密測定、代表的な酸化的DNA損傷である8OH-dGのHPLC-ECDによる測定を行い、酸化ストレス生成とDNAメチル化変化の関係を明らかにする。
(3)NADPH oxidaseのトランスフェクションによってDNAメチル化に変化がみられた条件において、トランスフェクションなしの細胞との遺伝子発現の差をマイクロアレイを用いて網羅的に解析し、特に脱メチル化酵素の発現変化への関連が予想される遺伝子を抽出する。siRNAによる遺伝子発現量の抑制や遺伝子のトランスフェクションによって、これらの遺伝子の関与を明らかにし、さらにタンパクレベルでの検討を加える。

課題代表者

野原 恵子

  • 環境リスク・健康研究センター
  • フェロー
  • 学術博士
  • 医学,生化学,生物工学
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担当者