Kimura Atsushi

Faculty of Science Biological Sciences Reproductive and Developmental BiologyProfessor
Last Updated :2025/12/04

■Researcher basic information

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Researcher number

  • 90422005

Research Keyword

  • protease
  • placenta
  • spermatogenesis
  • dual promoter‒enhancer
  • 卵巣
  • 精巣
  • ゲノム
  • 転写
  • クロマチン
  • 生殖
  • long noncoding RNA
  • 卵巣顆粒膜細胞
  • エンハンサー
  • 転写調節
  • プロモーター
  • エピジェネティクス

Research Field

  • Life sciences, Genomics
  • Life sciences, Morphology, anatomy

Educational Organization

■Career

Career

  • Apr. 2022 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Science, Professor
  • Apr. 2006 - Mar. 2022
    Hokkaido University, Faculty of Science, Associate Professor

■Research activity information

Papers

Other Activities and Achievements

Research Themes

  • Studies on regulatory mechanisms underlying steroidogenic enzyme expression that governs sex differentiation, oocyte growth and maturation in teleost
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2026
    井尻 成保, 木村 敦
    本研究は、条鰭類全体の卵巣分化・発達を通したステロイドホルモン合成系の変化を、その代謝酵素の転写調節の面から明らかにする。卵黄形成時にはエストロゲンであるE2が、卵成熟時には卵成熟誘起ステロイドであるDHPが主に産生され、このE2からDHPへの産生転換は劇的に生じる。本研究ではその転写調節をFSHとLHの作用に焦点を当てて調べる。
    E2産生を制御する律速酵素、アロマターゼをコードするcyp19a1遺伝子については、ティラピア、ウナギともにfoxl2、sf1の存在下でFSH刺激により最も高い転写活性が誘導されることが示された。ウナギについては、foxl2の働きを抑制する機構の存在が示唆された。
    DHP産生の律速酵素である20β-HSDをコードするhsd17b12L遺伝子について、ウナギではこの遺伝子発現変化がDHP産生の調節要因ではないと結論された。チョウザメ、サクラマスではLHによる転写活性化は直接的ではなかったことから、他の因子の介在が考えられた。hsd17b12Lの転写を誘導する因子についてはサクラマスにおいて探索している。
    ウナギではhsd17b12Lの転写活性化がDHP産生の制御要因ではないことから、その前駆体である17OHP産生機構に焦点を当てて調べ、プロゲステロンをアンドロステンジオンに代謝するcyp17a1の発現消失によって17OHPが産生されるということを強く示唆している。Cyp17a1遺伝子の発現を抑制する因子の存在が考えられ、その因子の同定を進めている。
    以上の結果は、ステロイド代謝酵素はLH、FSHによる単純な発現調節ではなく、様々な転写因子が関わる複雑な調節機構であり、それぞれの酵素にそれぞれ異なった転写調節因子が関わっていることを示している。その機構はcyp19を除いてほとんど解っておらず、これを解明する意義は大きい。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 23K23696
  • Studies on regulatory mechanisms underlying steroidogenic enzymes expression that governs sex differentiation, oocyte growth and maturation in teleost
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2026
    井尻 成保, 木村 敦
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 22H02431
  • An exploratory study of extracellular mitochondrial proteins as novel markers of insulin resistance.
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025
    高橋 伸彦, 木村 敦, 大村 一将
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Health Sciences University of Hokkaido, 22K07403
  • A novel mechanism of spermatogenesis regulated by long noncoding RNA and multi-functional genome element
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2024
    木村 敦, 佐竹 炎
    本研究は、精子形成の全容を理解することを目指して、一次精母細胞において長鎖非コードRNAと多機能性ゲノム(dual promoter-enhancer)が協働的に機能するという新しいメカニズムを、マウスを用いて検証するものである。計画の前半2年間では、まず精巣特異的長鎖非コードRNAであるlncRNA-HSVIIIノックアウトマウスの表現型解析を行うこととなっており、計画1年目では顕著な表現型をみつけることはできていなかった。これに対し、計画2年目である本年度は2カ月齢から12カ月齢のノックアウトマウスを解析することによってlncRNA-HSVIII欠損によると思われる表現型を見出した。具体的には、精子数が顕著に減少している個体がノックアウトのみで見出され、精巣切片の観察により異常な構造がノックアウトで顕著に多く見られることもわかった。さらに驚くべきことに、血中テストステロンレベルがノックアウトマウスで有意に減少していることも明らかになり、テストステロン合成に関わる複数の遺伝子の発現量がノックアウトマウスの精巣で減少していた。これらのことから、lncRNA-HSVIIIは生殖細胞のみならずライディッヒ細胞でも機能的であることが示唆される。一方、本年度は、lncRNA-HSVIII結合タンパク質の同定も進める予定であったが、COVID-19の影響もあって、昨年度準備したビオチン化lncRNA-HSVIIIと結合したタンパク質を得た段階で止まっている。環境が整えばすぐに質量分析を行う予定となっている。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 20H03285
  • An exploratory study of extracellular proteins as novel markers of organ-specific glucose dysmetabolism.
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2022
    TAKAHASHI Nobuhiko
    This research aimed to explore the extracellular proteins in each organ that reflect glucose dysmetabolism for the application of laboratory testing. As a result, we obtained the list of such potential extracellular proteins in the skeletal muscle cells and adipocytes. In addition, we unexpectedly discovered that imeglimin, a novel oral anti-diabetic drug, facilitates glucose transport in adipocytes. These findings contribute to the pathogenesis of diabetes.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Health Sciences University of Hokkaido, 19K07871
  • The investigation of long noncoding RNA in exosome as a marker for glucometabolism in organ
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2019
    Takahashi Nobuhiko, KUMAGAI Kyoko, JURAKU Hiroko
    In this research, we explored the roles of exosome-containing long noncoding RNAs in in each organ which is involved in the pathogenesis of glucose dysmetabolism such as diabetes for the application of clinical evaluation. As a result, we obtained the list of potential RNAs in the exosomes for the evaluation of insulin resistance in the skeletal muscle. In addition, we found that many lncRNAs are associated with insulin resistance in the skeletal muscle cells and adipocytes. Moreover, in search of metformin-affected lncRNAs, we discovered that lncRNA Dreh is implicated in the glucose transport in the skeletal muscle cells.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Health Sciences University of Hokkaido, 16K08939
  • Genome-wide identification of multi-functional dual promoter-enhancers and thier physiological roles during mouse spermatogenesis
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2019
    KIMURA Atsushi, MATSUBARA Shin, SHIRAISHI Akira
    Spermatogenesis is the process to generate mature sperms through three steps: mitosis, meiosis, and spermiogenesis. Here we investigated a mechanism by which many essential genes to meiosis are transcriptionally activated by genome-wide analyses of histone modifications and transcripts as well as by the reporter gene assay and genome editing. We found that a multi-functional genomic element, dual promoter-enhancer (DPE), plays important roles in transcriptional activation during meiosis. In addition, we showed the involvement of long noncoding RNAs in this transcriptional regulation.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 15H04317
  • Does Diurodrilus form a new phylum?
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2015
    KAJIHARA Hiroshi, SHIMANO Satoshi, KIMURA Atsushi
    More than 20 animal phyla are known from minute environment between sand particles in beaches. A number of interstitial species are known in the phylum Annelida, a group that is mainly comprised of lugworms, earthworms, and leaches. At the onset of this study, 11 species in eight genera of interstitial annelids had been reported from Japanese waters. No representative of the genus Diurodrilus had been known in Japan, but there is an undescribed form in Ishikari Beach, Hokkaido. This study aimed to test the phylum affiliation of such interstitial annelids as Diurodrilus and Trilobodrilus, which was doubted by previous studies. The conclusion, however, was that both groups actually belong to the phylum Annelida.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 25650133
  • The significance of and the mechanism underlying the genomic multi-functionality.
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2009 - 2010
    KIMURA Atsushi
    I investigated whether the functional regions that we identified before at three mouse gene loci have different roles in different tissues. I found that some of the regions showed different activities to regulate gene transcription in different tissues. This difference is probably attributed to the epigenetic status and the transcription of the regulatory sequence itself.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, 21770068
  • Identification and characterization of functional genomic regions in reproductive organs
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2007 - 2008
    KIMURA Atsushi
    哺乳類の生殖器官におけるゲノム機能を明らかにするために、卵巣と精巣でクロマチンの緩んでいるゲノム領域を探索した。その結果、生殖器官で発現する遺伝子の転写をコントロールすると思われる新規の配列が複数同定できた。その中でも特に卵巣の顆粒膜細胞特異的に発現するAmhr2遺伝子座においては2つの機能領域が同定され、それぞれが組織によって異なる転写調節活性を持つことが示唆された。このことからこれらのゲノム領域が多機能である可能性が考えられた。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, 19770048