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Advance

Sato Kaoru

    Integrated Research Initiative for Living Well with Dementia　Researcher
Last Updated :2025/02/21

Researcher Information

Degree

  • Ph.D. in Lifescience

URL

Research funding number

  • 20548507

ORCID ID

Researcher ID

  • G-5052-2014

J-Global ID

Research Interests

  • Alzheimer's disease   Neurodegenerative disease   Dementia   Aging   生殖細胞   不妊   ホルモン   RNA   non-coding RNA   核内受容体   Biomarker   genome   Epigenetics   

Research Areas

  • Life sciences / Pathobiochemistry
  • Life sciences / Neuropathology
  • Life sciences / Molecular biology
  • Life sciences / Systems genomics
  • Life sciences / Genomics

Academic & Professional Experience

  • 2021/05 - Today  Tokyo Metropolitan Institute of GerontologyResearcher
  • 2013/01 - 2021/04  The University of TokyoGraduate School of Science Department of Biological Sciences助教
  • 2012/05 - 2012/12  Keio UniversitySchool of Medicine Department of Molecular Biology助教
  • 2009/04 - 2012/04  Keio UniversitySchool of Medicine Department of Molecular Biology特任助教

Education

  • 2004/04 - 2009/03  The University of Tokyo  Graduate School of Frontier Sciences  先端生命科学専攻
  • 2000/04 - 2004/03  Tokyo University of Science  Faculty of Science and Technology  Applied Biological Science

Association Memberships

  • 日本ステロイドホルモン学会   日本認知症学会   日本基礎老化学会   THE MOLECULAR BIOLOGY SOCIETY OF JAPAN   THE RNA SOCIETY OF JAPAN   

Published Papers

MISC

Research Grants & Projects

  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2020/04 -2024/03 
    Author : 佐藤 薫
     
    piRNAは生殖組織特異的に産生される小分子RNAであり、トランスポゾンの発現を負に制御することで、それらのゲノムへの侵略を防ぎ、生殖ゲノムの品質管理を担う。piRNA産生に異常が生じると不稔となり、種の保存は成立しなくなる。piRNAは、piRNAクラスターと呼ばれるトランスポゾン断片が集積したゲノム領域から転写される。ショウジョウバエ卵巣では特に、Dual-strandクラスターと呼ばれるpiRNAクラスターが活性化しており、そのゲノム領域はヘテロクロマチンヒストンマークH3K9me3に富むが、HP1aパラログであるRhiタンパク質が相互作用することで転写が活性化されている。しかし、その転写活性化の作用機序は不明な点が多く、さらに、そもそもどのようにRhiがDual-strandクラスターのH3K9me3を特異的に認識しているのかはまったく明らかになっていない。本研究では、それらの仕組みを明らかにするために、Rhiが発現してない培養細胞を用いたゼロベースでのゲノム条件下においてRhiおよび核内piRNA因子群を異所的に発現させた人工的な実験系を用いて、①Rhi相互作用ゲノム部位の同定、および、②Dual-strandクラスターの転写活性化に最低限必要な遺伝子セットの同定、③Rhi相互作用ゲノム部位のクロマチン状態変化の解明を行う。以下に、本研究の進捗と今後の予定について述べる。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2019/04 -2023/03 
    Author : 菊地 泰生; 平形 樹生; 佐藤 薫; 塩見 美喜子
     
    トランスポゾンは生物進化を助長する一方で、トランスポゾンの転移活性はゲノム損傷ひいては致死を引き起こすため、真核生物はSmall RNAによるRNAサイレンシング機構を駆使してトランスポゾンを抑制する。近年発見されたC. elegansの姉妹種C. inopinataは、C. elegansの約2倍の体サイズをもち、C. elegansとは大きく異なる生殖様式や生態を有している。C. elegansとのゲノム比較により、C. inopinataのゲノムにはトランスポゾンが特徴的に多く存在し、さらに、C. inopinataはSmall RNAを制御するergo-1パスウェイが欠失していることが分かった。本研究では、C. elegans-C. inopinata比較解析系を用いて、トランスポゾンによるゲノムの構造進化、さらにそれを制御するsmall RNA機構を明らかにすることをゴールとし、以下の研究方法により、生物情報学と生化学、遺伝学的解析を行う。 ・C. inopinataの発達ステージごとのsmall RNA発現解析 ・C. inopinataのArgonauteのインタラクトーム解析 ・野外分離株を用いたC. inopinataのゲノム進化解析 以上により、C. inopinataにおける、small RNA パスウェイとsmall RNAによるトランスポゾン制御機構を理解し、C. elegansとの比較により進化学的理解を得る。さらに、野生採取株のゲノム解析により、C. inopinataにおけるトランスポゾンによるゲノム進化の現状を明らかにする。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2018/04 -2020/03 
    Author : 佐藤 薫
     
    piRNAは生殖組織特異的に産生される小分子RNAであり、生殖細胞においてトランスポゾンの発現抑制を行う。piRNAは、プライマリー経路とピンポン経路の2つの経路によって産生され、プライマリー経路によって産生されたpiRNAがピンポン経路を駆動することでピンポンpiRNAが産生される。piRNA産生の必須因子（piRNA因子と呼ばれる）の多くはRNA結合モチーフをもち、細胞質において顆粒状の局在パターンを示す。特に、生殖細胞では、それらpiRNA因子が凝集し、非膜性の細胞質顆粒体Nuage（ヌアージュ）を形成することから、Nuageの形成がピンポンpiRNA産生に重要であることが示唆されている。本研究では、Nuageに局在する2つのpiRNA因子VasaとMaelに着目して研究を進めた。VasaはRNAヘリカーゼドメインの他に、N末に天然変性領域（IDR）を有し、ヒトVasaホモログDDX4はN末のみで液液相分離（LLPS）により非膜性顆粒を形成することが報告されている。本研究では、in vitroにおいてVasaが顆粒を形成すること、さらに、RNAの有無によりその顆粒数・顆粒経が変化することを明らかにした。さらに、N末のIDRだけでなく、RNAヘリカーゼドメインのRNA結合活性も顆粒形成に重要であることを明らかにした。また、Maelについて、MaelはVasaとは異なるSub-type Nuageを形成し、Maelが顆粒を形成することで重要なpiRNA因子であるSpn-Eを局在させ、Vasaとの結合を促進することが示唆された。また、Maelは、HMG-boxドメインとMAELドメインを有し、両ドメインがMaelの分子機能、顆粒形成に必須であることを明らかにした。本研究において、VasaとMaelの異なる細胞質顆粒の形成機構とpiRNA生合成における機能を明らかにした。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2016/04 -2018/03 
    Author : 佐藤 薫
     
    piRNAは生殖細胞特異的な小分子RNAであり、PIWIタンパク質と複合体を形成することで、核内外でトランスポゾンの発現抑制を行う。それにより、トランスポゾンの宿主ゲノムへの侵略を防ぎ、生殖細胞ゲノムの品質管理を担う。これまでの解析から、核内でのトランスポゾン発現抑制にはヒストン修飾などのエピジェネティックな制御が介在することが示唆されているが、その分子機構の詳細はまったく明らかになっていない。本研究の目的は、Piwi-piRNA複合体が核内でどのようにしてトランスポゾンの発現を抑制しているのか、その分子作用機序を明らかにすることである。具体的には、ショウジョウバエ卵巣由来培養細胞OSC を用いてPiwi相互作用タンパク質を単離し、Piwi-piRNAが標的とする分子実体を明らかにする。 Piwi相互作用タンパク質及び、核内piRNA因子であるMaelstrom (Mael)の相互作用タンパク質をショットガン質量分析法により解析した結果、転写活性化因子Brahma (Brm)を共通因子として同定した。Brmはトランスポゾンの転写活性化に寄与し、正常細胞ではPiwiによってBrm機能が不活性化されているためトランスポゾンの発現が抑制されていることを明らかにした。さらに、PiwiはMaelとBrmの相互作用を促進し、MaelによるBrm機能の抑制に寄与することがわかった。Brmは、BAPとPBAPの2つの複合体の構成因子であり、トランスポゾンはいずれかの複合体によって転写活性化されていることがわかり、少なくともBAPに関して、MaelはBAPの構成因子であるOsaとBrmの相互作用を阻害することでBAPの活性を抑制することを明らかにした。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2014/04 -2016/03 
    Author : Sato Kaoru
     
    piRNA (PIWI-interacting RNA) is a subset of small RNAs specifically produced in animal gonad, and associates with PIWI proteins to suppress the expression of transposons. BmN4 cell is derived from silkworm ovarian germ cell, and is a useful culture system to studying germline piRNA biogenesis. In this project, I examined the molecular function of an piRNA factor Maelstrom (Mael) in the germline piRNA biogenesis in silkworm. Especially, I aimed to identify the Mael-interacting RNA and proteins. First, to isolate the Mael-interacting RNAs, I performed CLIP analysis using anti-Mael antibody, and detected RNAs which was crosslinked with Mael. Now, I am trying to prepare the RNA library for deep sequence. Next, I identified a silkworm PIWI protein Siwi and two piRNA factors, BmSpn-E and BmQin in the Mael-complexes. Now, I am analyzing Mael-complex formation and cellular localization when each piRNA factor is depleted in BmN4 cells.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2012/04 -2014/03 
    Author : SATO Kaoru
     
    piRNA is a germline-specific class of small non-coding RNA, and functions by specifically interacting with PIWI proteins. In germline cells, piRNA thereby suppresses the expression of transposable elements, so piRNA is thought to protect the germline genome from such harmful element. piRNAs are thought to be produced by two distinct mechanisms, primary pathway and secondary pathway. A Drosophila PIWI protein AGO3 interacts with piRNAs produced only by the secondary pathway. In this study, I found that a Drosophila piRNA factor Krimper (Krimp) specifically interacts with AGO3 and regulates its piRNA production, indicating that Krimp is a factor regulating the secondary pathway. In addition, I found that Krimp regulates piRNAs are not loaded on AGO3 by the primary pathway.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2009 -2010 
    Author : SATO Kaoru
     
    A research goal of this study is to clarify a molecular function of the maelstrom (mael) gene, which is involved in RNA silencing, in microtubule and centrosome organization. By the immunoprecipitation method using an anti-Mael monoclonal antibody, I identified γTubulin protein as novel Mael associating factor. In addition, abnormality we observed an abnormal localization of γTubulin in the mael mutant egg chambers. These results suggest that mael plays an essential role for egg development via consistently possibly regulating proper microtubule and centrosome organization by physically associating with peri-centriolar proteins during Drosophila oogenesis.

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