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Improvement of the AID technology through chemical biology approaches

Research Project

Project/Area Number 18H02170
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionNational Institute of Genetics

Principal Investigator

鐘巻 将人  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (20444507)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 林 謙一郎  岡山理科大学, 理学部, 教授 (30289136)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords発現制御 / デグロン / タンパク質分解 / オーキシン / 細胞工学 / ケミカルバイオロジー / 阻害剤
Outline of Annual Research Achievements

オーキシンデグロン技術は、植物由来のユビキチンリガーゼサブユニットTIR1を異種細胞に導入することにより、植物AUX/IAA由来デグロンを付加したタンパク質をオーキシン添加により分解除去することを可能にした。現在のオーキシンデグロン法における問題は、デグロン付加したタンパク質がオーキシン非添加時においても弱い分解を受けることであった。

この問題を克服するため、TIR1に結合する阻害剤を複数合成した。これらは、オーキシンと同様のインドール環を持つため、TIR1に結合するが、デグロンが結合する部分に付加残基を持つため阻害剤として機能する。複数の阻害剤候補を選択したところ、植物でもっとも阻害効果が高いことが知られている、auxinoleが培養細胞でももっとも阻害効果が高いことが明らかになった。培地にauxinoleを添加することにより、TIR1によるオーキシン非添加時の分解を抑制することが可能になった。さらに、分解誘導後オーキシンを除去して発現回復を行う際に、auxinoleを添加すると発現回復が早まることも見出した。これは、オーキシン除去後もTIR1がしばらく継続して分解を続けているが、この継続的分解を阻害することによると考えられる。

auxinoleの利用法とデグロンタグの新たな付加方法などの一連の改良をまとめて、論文投稿をおこなった。投稿論文はすでにbioRxivより公開されており、原稿はMethods誌にアクセプトされた。現在、論文はin pressになっている。auxinoleを広く研究者間で使ってもらうために、その販路を開拓しBioAcademia社との販売合意に至った。作成した一連のプラスミドは全てRIKEN BRCとaddgeneより配布を開始した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

一年目に当初の研究提案の一部を論文として公表するところまで研究を進めることができた。また、作成した化合物やプラスミドを配布共有するシステムを整えることに成功した。

Strategy for Future Research Activity

今後は、オーキシンデグロン技術の分解における機能性を高めるための研究を進める。そのために、新たに合成したオーキシンアナログを利用する。さらにマウスへの応用研究も進める。すでに予備的実験を始めており、この先2年間の間にマウスにおけるオーキシンデグロン技術の確立で一定の成果をあげることを目標としている。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(22 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research Journal Article Presentation Book Remarks

  • [Int'l Joint Research] University of Aberdeen(英国)

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    • Author(s)
      Yesbolatova Aisha、Natsume Toyoaki、Hayashi Ken-ichiro、Kanemaki Masato T.
    • Journal Title

      Methods

      Volume: in press

    • DOI

      10.1016/j.ymeth.2019.04.010

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      Kuscu Cem、Mammadov Rashad、Czikora Agnes、Unlu Hayrunnisa、Tufan Turan、Fischer Natasha Lopes、Arslan Sevki、Bekiranov Stefan、Kanemaki Masato、Adli Mazhar
    • Journal Title

      Journal of Molecular Biology

      Volume: 431 Pages: 111-121

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2018.08.001

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  • [Journal Article] Chk1-mediated Cdc25A degradation as a critical mechanism for normal cell-cycle progression2019

    • Author(s)
      Goto H., Natsume T., Kanemaki M.T., Kaito A., Wang S., Gabazza E.C., Inagaki M., Mizoguchi A.
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 132

    • DOI

      10.1242/jcs.223123

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    • Author(s)
      Minamino M, Tei S, Negishi L, Kanemaki MT, Yoshimura A, Sutani T, Bando M, Shirahige K.
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 28(16) Pages: 2665-2672

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.06.037

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  • [Journal Article] TAGing for destruction2018

    • Author(s)
      Yesbolatova Aisha、Kanemaki Masato T.
    • Journal Title

      Nature Chemical Biology

      Volume: 14 Pages: 414-415

    • DOI

      10.1038/s41589-018-0024-5

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      Platani Melpomeni、Samejima Itaru、Samejima Kumiko、Kanemaki Masato T.、Earnshaw William C.
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 131

    • DOI

      10.1242/jcs.213140

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    • Author(s)
      Okamoto Y, Iwasaki WM, Kugou K, Takahashi KK, Oda A, Sato K, Kobayashi W, Kawai H, Sakasai R, Takaori-Kondo A, Yamamoto T, Kanemaki MT, Taoka M, Isobe T, Kurumizaka H, Innan H, Ohta K, Ishiai M, Takata M.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res

      Volume: 46(6) Pages: 2932-2944

    • DOI

      10.1093/nar/gky058

    • NAID

      120006488604

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      Yesbolatova Aisha、Tominari Yusuke、Kanemaki Masato T.
    • Journal Title

      Drug Discovery Today: Technologies

      Volume: in press

    • DOI

      10.1016/j.ddtec.2018.11.001

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      Takagi Masatoshi、Ono Takao、Natsume Toyoaki、Sakamoto Chiyomi、Nakao Mitsuyoshi、Saitoh Noriko、Kanemaki Masato T.、Hirano Tatsuya、Imamoto Naoko
    • Journal Title

      J. Cell Sci.

      Volume: 131 Pages: 212092-212092

    • DOI

      10.1242/jcs.212092

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    • Author(s)
      Samejima Kumiko、Booth Daniel G.、Ogawa Hiromi、Paulson James R.、Xie Linfeng、Watson Cara A.、Platani Melpomeni、Kanemaki Masato T.、Earnshaw William C.
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 131

    • DOI

      10.1242/jcs.210187

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  • [Journal Article] Publisher Correction: Exosomes maintain cellular homeostasis by excreting harmful DNA from cells2018

    • Author(s)
      Takahashi Akiko、Okada Ryo、Nagao Koji、Kawamata Yuka、Hanyu Aki、Yoshimoto Shin、Takasugi Masaki、Watanabe Sugiko、Kanemaki Masato T.、Obuse Chikashi、Hara Eiji
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Pages: 06613-3

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06613-3

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  • [Journal Article] Endosomal Rab cycles regulate Parkin-mediated mitophagy.2018

    • Author(s)
      Yamano, K., Wang, C., Sarraf, S. A., Munch, C., Kikuchi, R., Noda, N. N., Hizukuri, Y., Kanemaki, M. T., Harper, W., Tanaka, K., Matsuda, N., and Youle, R. J.
    • Journal Title

      Elife

      Volume: 7

    • DOI

      10.7554/elife.31326

    • NAID

      120006457172

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  • [Journal Article] Dynein-Dynactin-NuMA clusters generate cortical spindle-pulling forces as a multi-arm ensemble.2018

    • Author(s)
      Okumura Masako、Natsume Toyoaki、Kanemaki Masato T、Kiyomitsu Tomomi
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 7 Pages: 1-24

    • DOI

      10.7554/elife.36559

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      鐘巻将人
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      9784860435530
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      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2018/07/research-highlights_ja/20180709.html

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Published: 2018-04-23   Modified: 2020-08-26  

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