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(In Japanese)糖感知エピゲノムバイオマーカー

Patent code P180015251
File No. (S2015-2043-N0)
Posted date Aug 31, 2018
Application number P2017-538513
Date of filing Sep 8, 2016
International application number JP2016076497
International publication number WO2017043593
Date of international filing Sep 8, 2016
Date of international publication Mar 16, 2017
Priority data
  • P2015-177176 (Sep 9, 2015) JP
Inventor
  • (In Japanese)塩田 邦郎
  • (In Japanese)▲高▼森 瑞子
  • (In Japanese)早川 晃司
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 東京大学
Title (In Japanese)糖感知エピゲノムバイオマーカー
Abstract (In Japanese)本発明の抗体は、ヒストンH2Aタンパク質のN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)化したセリン40残基に特異的に結合する。本発明は、前記抗体を用いて、ヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化レベルを測定する工程を備えるヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化の検出方法である。本発明のタンパク質又はペプチドマーカーは、細胞外グルコース濃度の変動が及ぼすヒストン修飾をモニターするマーカーであって、GlcNAc化したセリン40残基を含む、H2Aタンパク質又はそのペプチド断片からなる。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


クロマチン構造は、ゲノム機能を調節するために、ヒストンタンパク質における様々な修飾によって制御されることが知られている。このような化学修飾において、ヒストンタンパク質の翻訳後修飾はクロマチン再編成のための重要な決定因子として明らかになっており、可逆的なヒストン修飾の特異的な組み合わせは、クロマチンの活性状態に影響を及ぼしていると考えられている。この特異的な組み合わせは後成的(epigenetically)に生じ、安定的であるにも関わらず、これらのいくつかは細胞外状態及び細胞活性に応答して一時的に再構成される。エピジェネティクス系はゲノムの長期的制御を担っており、エピジェネティクス修飾は細胞のゲノム制御に果たす役割や、発生や細胞分化の基盤として重要で、その破たんは疾患の原因となりうる。
現在、エピジェネティクス修飾には多数知られており、そのうち、ヒストン末端の特異的残基におけるヒストンタンパク質のアセチル化、メチル化、ユビキチン化は遺伝子の発現制御やゲノム安定性に関連していることが知られている。



近年、上述のようなヒストンタンパク質の修飾として、N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)化が、ヒストンタンパク質に刻まれる新しいエピジェネティクス現象であることが明らかとなった。GlcNAc化は可逆的な現象であり、修飾反応はO-結合型N-アセチルグルコサミン転移酵素(OGT)及びO-結合型N-アセチルグルコサミン化酵素(OGA)の二つの酵素により触媒されている。N-アセチルグルコサミンは、ヘキソサミン生合成経路(HBP)によりサイトゾルにおいて生成されるUDP-GlcNAcから得られる。UDP-GlcNAcの最初の供給源が細胞外グルコースであるため、GlcNAc化の程度は細胞外グルコース濃度及び細胞内のHBP活性と共に変動すると考えられている(例えば、非特許文献1参照。)。また、血糖値の異常は細胞の長期的なゲノム機能の変化を起こし、様々な疾患の原因になる可能性が挙げられている(例えば、非特許文献2参照。)。



GlcNAc化されるヒストンタンパク質中のアミノ酸は、セリン又はスレオニンであることが知られている。ヒストンタンパク質のうち、現在判明しているGlcNAc化される部位は、ヒストンH2Bのアミノ酸配列のうちN末端から36番目のセリン、52番目のスレオニン、55番目のセリン、56番目のセリン、64番目のセリン、91番目のセリン、112番目のセリン及び123番目のセリン、ヒストンH2Aのアミノ酸配列のうちN末端から101番目のスレオニン、ヒストンH3又はH3.3のアミノ酸配列のうちN末端から10番目のセリン、32番目のスレオニン及び80番目のスレオニン、ヒストンH4のアミノ酸配列のうちN末端から47番目のセリンである(例えば、非特許文献3、4参照。)。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、ヒストンH2Aタンパク質のN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)化したセリン40残基に特異的に結合する抗体、前記抗体を用いたヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化の検出方法、ヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化の阻害剤又は活性化剤のスクリーニング方法、グルコースの存在依存的に生じるヒストンタンパク質のGlcNAc化の変化を検出する方法、ゲノムDNAの安定性を評価する方法、及びタンパク質マーカーに関する。
本願は、2015年9月9日に、日本に出願された特願2015-177176号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ヒストンH2Aタンパク質のN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)化したセリン40残基に特異的に結合することを特徴とする抗体。

【請求項2】
 
請求項1に記載の抗体を用いて、ヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化レベルを測定する工程を備えることを特徴とするヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化の検出方法。

【請求項3】
 
ヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化の阻害剤又は活性化剤のスクリーニング方法であって、
被験物質の存在下及び非存在下において、ヒストンH2Aタンパク質又はそのペプチド断片のセリン40残基のGlcNAc化レベルを測定する工程と、
被検物質の存在下における前記GlcNAc化レベルが、被検物質の非存在下における前記GlcNAc化レベルと比較して低かった場合に、前記被検物質はヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化の阻害剤であると判定し、被検物質の存在下における前記GlcNAcレベルが、被検物質の非存在下における前記リン酸化レベルと比較して高かった場合に、前記被検物質はヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化の活性化剤であると判定する工程と、
を備えることを特徴とするスクリーニング方法。

【請求項4】
 
グルコースの存在下において、前記測定工程を行う請求項3に記載のスクリーニング方法。

【請求項5】
 
DNAに損傷を与えた条件下において、前記測定工程を行う請求項3又は4に記載のスクリーニング方法。

【請求項6】
 
前記ヒストンH2Aタンパク質又はそのペプチド断片のセリン40残基のGlcNAc化レベルが、ヒストンH2Aタンパク質のGlcNAc化したセリン40残基に特異的に結合する抗体により測定される請求項3~5のいずれか一項に記載のスクリーニング方法。

【請求項7】
 
細胞外グルコース濃度の変動が及ぼすヒストン修飾をモニターする方法であって、
グルコースの存在依存的に生じるヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化レベルを測定する工程を備えることを特徴とする方法。

【請求項8】
 
前記ヒストンH2Aタンパク質のセリン40残基のGlcNAc化レベルが、ヒストンH2Aタンパク質のGlcNAc化したセリン40残基に特異的に結合する抗体により測定される請求項7に記載の方法。

【請求項9】
 
細胞外グルコース濃度の変動が及ぼすヒストン修飾をモニターするマーカーであって、
GlcNAc化したセリン40残基を含む、H2Aタンパク質又はそのペプチド断片からなることを特徴とするタンパク質又はペプチドマーカー。

【請求項10】
 
エピジェネティクス修飾によるゲノムDNAの安定性を評価する方法であって、
ヒストンH2Aタンパク質又はそのペプチド断片のセリン40残基のGlcNAc化レベルを測定する工程を備えることを特徴とする方法。

【請求項11】
 
前記ヒストンH2Aタンパク質又はそのペプチド断片のセリン40残基のGlcNAc化レベルが、ヒストンH2Aタンパク質のGlcNAc化したセリン40残基に特異的に結合する抗体により測定される請求項10に記載の方法。

【請求項12】
 
エピジェネティクス修飾によるゲノムDNAの安定性を検出するマーカーであって、
GlcNAc化したセリン40残基を含む、H2Aタンパク質又はそのペプチド断片からなることを特徴とするタンパク質又はペプチドマーカー。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Published


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