Investigation of a physiological role of endosome-mitochondrial interaction by fluorescence bioimaging

• Project/Area Number: 15K15023
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: General physiology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Ohba Yusuke 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30333503)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): Nanbo Asuka 北海道大学, 大学院医学研究院, 准教授 (60359487) ; Nishide Shinya 北海道大学, 大学院医学研究院, 助教 (40451398) ; Fujioka Yoichiro 北海道大学, 大学院医学研究院, 助教 (70597492)
• Research Collaborator: Fujioka Mari ; Horiuchi Kosui ; Satoh Aya O.
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 細胞内小器官 / シグナル伝達 / エンドサイトーシス / ミトコンドリア / 相互作用 / 蛍光バイオイメージング

Outline of Final Research Achievements

We have reported that the complex of small G protein Ras and its target molecule PI3K is localized in the endosomes and controls endocytosis and viral particle internalization. However, the molecular mechanism by which the Ras-PI3K complex is localized is the endosome remains unknown. In this study, the amino acid sequence responsible for the above phenomenon was identified. By screening the binding protein for the sequence, a mitochondrial protein was identified. Knockdown of this mitochondrial protein inhibited the translocation of Ras-PI3K complex to the endosome, endocytosis, and mitochondrial-endosome interaction, suggesting that binding of PI3K and the factor regulates endocytosis through interaction between organelles.

Research Products

• [Journal Article] Rab5-regulated endocytosis plays a crucial role in apical extrusion of transformed cells. (2017)
  • Author(s): S. Saitoh, T. Maruyama, Y. Yako, M. Kajita, Y. Fujioka, Y. Ohba, N. Kasai, N. Sugama, S. Kon, S. Ishikawa, T. Hayashi, T. Yamazaki, M. Tada and Y. Fujita.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Volume: 114 Issue: 12
  • DOI: 10.1073/pnas.1602349114
  • NAID: 120006346108
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Improved FRET Biosensor for the Measurement of BCR-ABL Activity in Chronic Myeloid Leukemia Cells (2017)
  • Author(s): M. Horiguchi, M. Fujioka, T. Kondo, Y. Fujioka, X. Li, K. Horiuchi, A.O. Satoh, P. Nepal, S. Nishide, A. Nanbo, T. Teshima and Y. Ohba.
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 42 Issue: 1 Pages: 15-26
  • DOI: 10.1247/csf.16019
  • NAID: 130005308488
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A leukemogenic kinase, FIP1L1-PDGFRA, and a SUMO E3 ligase, PIAS1, form a positive crosstalk via their enzymatic activities. (2017)
  • Author(s): M. Ibata, J. Iwasaki, Y. Fujioka, K. Nakagawa, S. Darmanin, M. Onozawa, D. Hashimoto, Y. Ohba, S. Hatakeyama, T. Teshima and T. Kondo.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 108 Issue: 2 Pages: 200-207
  • DOI: 10.1111/cas.13129
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Epstein-Barr virus exploits host endocytic machinery for cell-to-cell viral transmission rather than a virological synapse. (2016)
  • Author(s): A. Nanbo, K. Kachi, H. Yoshiyama and Y. Ohba.
  • Journal Title: J. Gen. Virol. Volume: 97 Issue: 11 Pages: 2989-3006
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000605
  • NAID: 120006360051
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tumour endothelial cells in high metastatic tumours promote metastasis via epigenetic dysregulation of biglycan. (2016)
  • Author(s): N. Maishi, Y. Ohba, K. Akiyama, N. Ohga, J.I. Hamada, H. Nagao-Kitamoto, M. Alam, K. Yamamoto, T. Kawamoto, N. Inoue, A. Taketomi, M. Shindoh, Y. Hida and K. Hida.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 28039-28039
  • DOI: 10.1038/srep28039
  • NAID: 120005819304
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lypd8 promotes the segregation of flagellated microbiota and colonic epithelia. (2016)
  • Author(s): Okumura R, Kurakawa T, Nakano T, Kayama H, Kinoshita M, Motoka D, Gotoh K, Kimura T, Kamiyama N, Kusu T, Ueda Y, Wu H, Iijima H, Barman S, Osawwa H, Matsuno H, Nishimura J, Ohba Y, Nakamura S, Iida T, Yamamoto M, Umemoto E, Sano K, and Takeda K
  • Journal Title: Nature Volume: 532 Issue: 7597 Pages: 117-121
  • DOI: 10.1038/nature17406
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Receptor activator of NF-κB ligand induces cell adhesion and integrin α2 expression via NF-κB in head and neck cancers (2016)
  • Author(s): T.Yamada, M. Tsuda, T. Wagatsuma, Y. Fujioka, M. Fujioka, A. O. Satoh, K. Horiuchi, S. Nishide, A. Nanbo, Y. Totsuka, H. Haga, S. Tanaka, M. Shindoh, and Y. Ohba
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Issue: 1 Pages: 23545-23545
  • DOI: 10.1038/srep23545
  • NAID: 120005753715
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Attenuation of ligand-induced activation of angiotensin II type 1 receptor signaling by the type 2 receptor via protein kinase C (2016)
  • Author(s): Inuzuka T, Fujioka Y, Tsuda M, Fujioka M, Satoh AO, Horiuchi K, Nishide S, Nanbo A, Tanaka S, Ohba Y
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 6 Issue: 1 Pages: 21613-21613
  • DOI: 10.1038/srep21613
  • NAID: 120005722549
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A role of the sphingosine-1-phosphate (S1P)- S1P receptor 2 pathway in Epithelial Defense Against Cancer (EDAC) (2015)
  • Author(s): Yamamoto, S., Yako, Y., Fujioka, Y., Kajita, M., Kameyama, T., Kon, S., Ishikawa, S., Ohba, Y., Ohno, Y., Kihara, A., and Fujita, Y.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 27（3） Issue: 3 Pages: 491-499
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-03-0161
  • NAID: 120005740332
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tyr724 phosphorylation of ELMO1 by Src is involved in cell spreading and migration via Rac1 activation. (2015)
  • Author(s): Y. Makino, M. Tsuda, Y. Ohba, H. Nishihara, H. Sawa, K. Nagashima and S. Tanaka.
  • Journal Title: Cell Commun. Signal. Volume: 13 Issue: 1 Pages: 42-42
  • DOI: 10.1186/s12964-015-0113-y
  • NAID: 120005651855
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular role of RNF43 in canonical and noncanonical Wnt signaling (2015)
  • Author(s): T. Tsukiyama,et al.
  • Journal Title: Mol. Cell. Biol. Volume: in press Issue: 11 Pages: 2007-2023
  • DOI: 10.1128/mcb.00159-15
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CRK adaptor protein induces epithelial-mesenchymal transition and metastasis of bladder cancer cells via HGF/c-Met feedback loop. (2015)
  • Author(s): Matsumoto R, Tsuda M, Wang L, Maishi N, Abe t, Kimura T, Tanino M, Nishihara H, Hida K, Ohba Y, Shinohara N, Nonomura K, Tanaka S.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: in press Issue: 6 Pages: 709-17
  • DOI: 10.1111/cas.12662
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fluorescent Protein-based Biosensors to Visualize Signal Transduction beneath the Plasma Membrane (2015)
  • Author(s): Fujioka Y, Nanbo A, Nishide S and Ohba Y
  • Journal Title: Analytical Sciences Volume: 31 Issue: 4 Pages: 267-274
  • DOI: 10.2116/analsci.31.267
  • NAID: 130005061525
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 蛍光イメージングを用いた細胞内シグナル伝達によるエンドサイトーシスの制御機構の解析 (2017)
  • Author(s): 大場 雄介、藤岡 容一朗
  • Organizer: 第122回解剖学会
  • Place of Presentation: 長崎大学坂本キャンパス（長崎県・長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-28
  • Invited
• [Presentation] 蛍光イメージングで紐解くインフルエンザウイルス感染の分子基盤 (2016)
  • Author(s): 大場 雄介、藤岡 容一朗、西出 真也、南保 明日香
  • Organizer: 第54回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
  • Year and Date: 2016-11-25
  • Invited
• [Presentation] 慢性骨髄性白血病分子標的治療薬薬効評価のためのFRETバイオセンサーの開発と改良 (2016)
  • Author(s): 大場 雄介、近藤 健、豊嶋 崇徳
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] 生きた白血病細胞でBCR-ABL活性を精密測定するめのFRETバイオセンサーの改良 (2016)
  • Author(s): 大場 雄介、藤岡 真理、堀口 美香、近藤 健、豊嶋 崇徳
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター 東北大学川内北キャンパス（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] ライブセル蛍光イメージングの口腔疾患予防への応用 (2016)
  • Author(s): 西出 真也、藤岡 容一朗、堀内 浩水、堀口 美香、佐藤 絢、 Prabha Nepal、王 セイ、南保 明日香、大場 雄介
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24
• [Presentation] 蛍光バイオセンサーを用いた時計タンパク質 BMAL1-CLOCK の細胞内動態の解析 (2016)
  • Author(s): 西出 真也、藤岡 容一朗、堀内 浩水、堀口 美香、佐藤 絢、Prabha Nepal、Jing Wang、南保 明日香、大場 雄介
  • Organizer: 第68回日本細胞生物学会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-06-15
• [Presentation] インフルエンザウイルス宿主細胞侵入を制御する宿主側因子の同定 (2016)
  • Author(s): 藤岡 容一朗、西出 真也、佐藤 絢、堀内 浩水、Prabha Nepal、堀口 美香、Jing Wang、南保 明日香、大場 雄介
  • Organizer: 第68回日本細胞生物学会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-06-15
• [Presentation] Ras-PI3K 複合体の時空間制御を介したエンドサイトーシス調節因子の探索 (2016)
  • Author(s): 堀内 浩水、藤岡 容一朗、佐藤 絢、Prabha Nepal、堀口 美香、Jing Wang、西出 真也、南保 明日香、小布施 力史、大場 雄介
  • Organizer: 第68回日本細胞生物学会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-06-15
• [Presentation] Ras-PI3K シグナルを介したエンドサイトーシス制御機構におけるミトコンドリアポアタンパク質の機能解析 (2016)
  • Author(s): 佐藤 絢、藤岡 容一朗、堀内 浩水、西出 真也、Prabha Nepal、堀口 美香、Jing Wang、南保 明日香、大場 雄介
  • Organizer: 第68回日本細胞生物学会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-06-15
• [Presentation] Ras-PI3K シグナルを介したエンドサイトーシス制御におけるミトコンドリア外膜タンパク質の関与 (2016)
  • Author(s): 佐藤絢、藤岡容一朗、堀内浩水、ネパールプラバ、西出真也、南保明日香、大場雄介
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] Ras-PI3K シグナルを介したエンドサイトーシスの制御に関与する分子の機能解析 (2016)
  • Author(s): 堀内浩水、藤岡容一朗、南保明日香、佐藤絢、西出真也、小布施力史、大場雄介
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] RANKL は NF-κBの活性化を介してインテグリンα2の発現と細胞接着を亢進する (2016)
  • Author(s): 大場雄介、藤岡容一朗、佐藤絢、堀内浩水、西出真也、南保明日香
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] 時計タンパク質BMAL1および CLOCK の細胞内局在 (2016)
  • Author(s): 西出真也、藤岡容一朗、南保明日香、大場雄介
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] PKC を介したアンジオテンシン 2 型受容体による 1 型受容体シグナルの減弱 (2016)
  • Author(s): 藤岡容一朗、犬塚貴之、津田真寿美、藤岡真理、佐藤絢、堀内浩水、西出真也、南保明日香、田中伸哉
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] インフルエンザウイルス粒子の取り込みと感染を制御するシグナル伝達ネットワーク (2016)
  • Author(s): 大場雄介、藤岡容一朗、田端和仁、西出真也、南保明日香、野地博行
  • Organizer: 新学術領域「少数性生物学」研究成果報告会
  • Place of Presentation: 東京大学伊藤国際学術研究センター伊藤謝恩ホール（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2016-03-15
  • Invited
• [Presentation] カルシウムチャネルを介したインフルエンザウイルス宿主細胞侵入機構の解明 (2016)
  • Author(s): 藤岡容一朗、南保明日香、西出真也、大場雄介
  • Organizer: 新学術領域「少数性生物学」研究成果報告会
  • Place of Presentation: 東京大学伊藤国際学術研究センター伊藤謝恩ホール（東京都・文京区）
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] インフルエンザウイルス粒子の取り込みを制御するシグナル伝達機構 (2016)
  • Author(s): 大場 雄介
  • Organizer: 第6回北海道探索病理学研究シンポジウム
  • Place of Presentation: ニューオータニイン札幌 （北海道・札幌市）
  • Invited
• [Presentation] The mechanism of influenza virus entry into host cells via calcium signaling-mediated endocytosis. (2015)
  • Author(s): Yoichiro Fujioka, Asuka Nanbo, Shin-ya Nishide and Yusuke Ohba.
  • Organizer: The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
  • Place of Presentation: ハワイコンベンションセンター他（米国ハワイ州・ホノルル市 ）
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 蛍光バイオイメージングによるシグナル伝達と細胞機能の評価 (2015)
  • Author(s): 大場雄介
  • Organizer: CVMW2015心血管代謝週間
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-10
  • Invited
• [Presentation] 蛍光バイオセンサーを用いた臨床診断技術開発とその応用 (2015)
  • Author(s): 大場雄介
  • Organizer: BMB2015（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（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Invited
• [Presentation] Ras-PI3Kシグナルによるエンドサイトーシス制御機構におけるミトコンドリアポアタンパク質の関与 (2015)
  • Author(s): 佐藤絢、藤岡容一朗、堀内浩水、ネパールプラバ、西出真也、南保明日香、大場雄介
  • Organizer: BMB2015（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（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] Ras-PI3Kの時空間制御を介したエンドサイトーシス調節因子の機能解析 (2015)
  • Author(s): 堀内 浩水、藤岡容一朗、佐藤絢、ネパールプラバ、西出真也、南保明日香、小布施力史、大場 雄介
  • Organizer: BMB2015（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（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] インフルエンザウイルス感染と宿主細胞侵入時に惹起される細胞内シグナルの可視化 (2015)
  • Author(s): 大場雄介、藤岡容一朗、田端和仁、西出真也、南保明日香、野地博行
  • Organizer: 第53回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 金沢大学角間キャンパス自然科学本館（石川県・金沢市）
  • Year and Date: 2015-09-13
  • Invited
• [Presentation] シグナル伝達のバイオイメージングと臨床応用 (2015)
  • Author(s): 大場雄介
  • Organizer: 第57回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター（新潟県・新潟市）
  • Year and Date: 2015-09-11
  • Invited
• [Presentation] インフルエンザウイルス宿主細胞侵入におけるカルシウム動態の解析 (2015)
  • Author(s): 藤岡容一朗、南保明日香、西出真也、大場雄介
  • Organizer: 第67回日本細胞生物学会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • Year and Date: 2015-06-30
• [Presentation] A Signalling Network Critical for Influenza Virus Entry and Infection. (2015)
  • Author(s): Yusuke Ohba and Yoichiro Fujioka.
  • Organizer: 第１回感染症イメージングシンポジウム
  • Place of Presentation: 長崎大学グローバル研究棟（長崎県・長崎市）
  • Year and Date: 2015-06-04
  • Invited
• [Book] SH2 domain-based FRET biosensor for measuring BCR-ABL activity in living CML cells. (2017)
  • Author(s): Fujioka M, Asano Y, Nakada S and Ohba Y.
  • Total Pages: 22
  • Publisher: Springer
• [Book] 新臨床腫瘍学[第4版] （シグナル伝達系） (2015)
  • Author(s): 大場雄介
  • Total Pages: 738
  • Publisher: 南江堂（日本臨床腫瘍学会編）