高感度プロテオーム解析手法を用いた細胞初期化におけるタンパク質動態の解明

• Project/Area Number: 13J02403
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岩崎 未央 京都大学, iPS細胞研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,960,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 遺伝子転写後制御 / nanoLC-MS/MS / プロテオミクス / プロテオーム解析 / iPS細胞 / 機能解析 / モノリス型カラム / LC-MS/MS / Proteomics / iPS cell / Monolithic column / LC-MS/NS

Outline of Annual Research Achievements

これまで、本研究者は少ない試料から短時間で網羅的なプロテオーム解析を行うことができる解析手法の開発を行ってきた。昨年度までに、iPS細胞とヒト線維芽細胞（HDF）を試料として用い、ナノ液体クロマトグラフィー-質量分析計(nanoLC-MS/MS)によるプロテオーム解析を行った結果、約10,000遺伝子を同定・定量した。得られたタンパク量とマイクロアレイから得られた転写産物量を比較したところ、HDFと比較してiPS細胞には転写量比は小さくてもタンパク量比が大きい、転写後制御を受けていると考えられる遺伝子群が約800個存在することがわかった。それらの遺伝子群にどのような機能が濃縮されているかを調べたところ、RNA結合タンパク質やヒストン結合タンパク質が有意に濃縮されていた。さらに、iPS細胞における機能を調べるため、high throughput screeningシステムを用いてsiRNAによる約800個の遺伝子ノックダウン実験を行った。その結果、約60%（335個）の遺伝子はノックダウンしてもiPS細胞上での形態変化や増殖能の低下は見られなかった。一方で、約40%(293個)の遺伝子はノックダウンすると細胞のコロニー密度が減少し、iPS細胞の生存に影響がある可能性が示唆された。現在はこれらの遺伝子についてsiRNA実験の確認など詳細な検討を行っており、H28年度内には論文を投稿予定である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A multi-omic analysis of human naive CD4+ T cells (2015)
  • Author(s): Mitchell CJ, Getnet D, Kim MS, Manda SS, Kumar P, Huang TC, Pinto SM, Nirujogi RS, Iwasaki M. et al.,
  • Journal Title: BMC systems biology Volume: 9 Issue: 1 Pages: 75-75
  • DOI: 10.1186/s12918-015-0225-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Challenges Facing Complete Human Proteome Analysis (2014)
  • Author(s): Mio Iwasaki, Yasushi Ishihama
  • Journal Title: CHROMATOGRAPHY Volume: 35 Issue: 2 Pages: 73-80
  • DOI: 10.15583/jpchrom.2014.013
  • NAID: 130005057720
  • ISSN: 1342-8284, 1348-3315
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 転写産物および蛋白質の大規模発現量データを用いたヒト人工多能性幹細胞における転写後制御機能解析 (2015)
  • Author(s): 岩崎未央、川原優香、小野美幸、澤村由香、野村優、山中伸弥、中川誠人
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] Mechanism of post-transcriptional regulation in human induced pluripotent stem cells by analyses of global transcriptome and proteome data. (2015)
  • Author(s): Mio Iwasaki, Yuka Kawahara, Miyuki Ono, Yuka Sawamura, Shinya Yamanaka, Masato Nakagawa
  • Organizer: 日本プロテオーム学会2015年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2015-07-22
• [Presentation] 転写産物および蛋白質の大規模発現量データを用いたヒト人工多能性幹細胞における転写後制御機能解析 (2014)
  • Author(s): 岩崎未央, 川原優香, 小野美幸, 石濱泰, 山中伸弥, 中川誠人
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-26
• [Presentation] Deep Subcellular Proteome Profiling of Human Induced Pluripotent Stem Cell by One-shot nanoLC-MS/MS Analyses with Meter-scale Monolithic Silica Columns (2013)
  • Author(s): 岩崎未央, 中川誠人, 石濱泰, 山中伸弥
  • Organizer: HUPO 12th annual world congress
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 (神奈川県)(口頭発表)
  • Year and Date: 2013-09-15
• [Presentation] メートル長キャピラリーカラムを用いる高深度プロテオーム解析システムに関する研究 (2013)
  • Author(s): 岩崎未央
  • Organizer: 第3回日本質量分析学会 春季シンポジウム
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター (大阪府)
  • Year and Date: 2013-06-20
  • Invited
• [Remarks] CiRAで働く人々
  • URL: http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/newslist/html-newsletters/201521/
• [Remarks] 薬学研究へのいざない
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/graduate-admission/invitation/message2/
• [Remarks] ResearchMap
  • URL: http://researchmap.jp/omio/
• [Remarks] 京都大学iPS細胞研究所 中川研究室ホームページ
  • URL: http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/nakagawa/?page_id=43
• [Remarks] 京都大学iPS細胞研究所ホームページ
  • URL: https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/index.html
• [Remarks] 京都大学iPS細胞研究所 中川研究室ホームページ
  • URL: http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/nakagawa/