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Elucidation of molecular mechanisms regulating bipolar spindle assembly and its application for next-generation drug discovery

Research Project

Project/Area Number 19K05813
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Yukawa Masashi  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 助教 (50403605)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords染色体分配 / 紡錘体 / 微小管 / キネシンモーター / 5型キネシン / 微小管ポリメラーゼ / RNA結合タンパク質 / ストレス顆粒 / 分裂酵母 / 次世代創薬
Outline of Research at the Start

本研究では、申請者らが分裂酵母を用いて発見した5型キネシンに依存しない新規紡錘体形成機構について分子レベルで解明するため、この新規経路に関与すると考えられる3因子(微小管結合タンパク、微小管ポリメラーゼ、微小管クロスリンカー)の野生型細胞および5型キネシン欠損細胞における細胞内動態を精査、比較解析する。また、温度感受性5型キネシン変異のサプレッサーを遺伝学的に取得し、新規経路に関わる因子を探索する。さらに、5型キネシンを欠損しているにもかかわらず、生育できる分裂酵母株の増殖阻害活性を指標に、この新規経路を阻害する新規低分子化合物の探索・同定を試みる。

Outline of Final Research Achievements

Mitotic spindle microtubules ensure an equal distribution of the replicated chromosomes between the two daughter cells. Its disruption leads to genomic instability and causes a variety of human diseases, including miscarriage and cancer. In this study, we focused on a novel spindle formation mechanism that does not depend on kinesin-5 motor, which is different from the conventional one, and attempted to obtain a comprehensive understanding of this mechanism by using fission yeast. As a result, we were able to clarify the division of roles between two molecules with microtubule polymerase activity and the new role of kinesin-6 motor in spindle formation. Furthermore, we found that functionally-unknown RNA-binding factors are involved in spindle formation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

5型キネシンに依存しない新規紡錘体形成経路に関与する因子はいずれも酵母からヒトまで高度に保存されており、高等生物においても類似した役割を持つ可能性がある。近年、医療分野でキネシン阻害剤は副作用の少ない抗ガン剤として期待されており、新たな薬剤開発が進められている。しかし、臨床研究においては、ガン細胞が薬剤耐性を獲得してしまうことが大きな課題である。本研究は5型キネシン阻害時における耐性獲得機構の有用なモデル系として位置付けられることから、その成果はキネシン阻害剤による次世代抗ガン治療の実現に大きく貢献するものと期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 8 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Complementation of fission yeast kinesin-5/Cut7 with human Eg5 provides a versatile platform for screening of anticancer compounds2022

    • Author(s)
      Woosang Hwang, Takashi Toda and Masashi Yukawa
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 86 Issue: 2 Pages: 254-259

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab212

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    • Author(s)
      Masashi Yukawa, Mitsuki Ohishi, Yusuke Yamada and Takashi Toda
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 9 Pages: 4795-4795

    • DOI

      10.3390/ijms22094795

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    • Author(s)
      Akabane Shintaro、Oue Naohide、Sekino Yohei、Asai Ryuichi、Thang Pham Quoc、Taniyama Daiki、Sentani Kazuhiro、Yukawa Masashi、Toda Takashi、Kimura Ken‐ichi、Egi Hiroyuki、Shimizu Wataru、Ohdan Hideki、Yasui Wataru
    • Journal Title

      Pathology International

      Volume: 71 Issue: 7 Pages: 441-452

    • DOI

      10.1111/pin.13098

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  • [Journal Article] Escape from mitotic catastrophe by actindependent nuclear displacement in fission yeast2021

    • Author(s)
      Masashi Yukawa, Yasuhiro Teratani and Takashi Toda
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 24 Issue: 1 Pages: 102031-102031

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.102031

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    • Author(s)
      Masashi Yukawa, Yasuhiro Teratani and Takashi Toda
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 9 Issue: 5 Pages: 1154-1154

    • DOI

      10.3390/cells9051154

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    • Author(s)
      Naoaki Kurisawa, Masashi Yukawa, Hiroyuki Koshino, Takumu Onodera, Takashi Toda and Ken-ichi Kimura KI
    • Journal Title

      Bioorganic and Medicinal Chemistry

      Volume: 28 Issue: 1 Pages: 115154-115154

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.115154

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    • Author(s)
      Ngang Heok Tang, Chii Shyang Fong, Hirohisa Masuda, Isabelle Jourdain, Masashi Yukawa and Takashi Toda
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 83 Issue: 9 Pages: 1717-1720

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1611414

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    • Author(s)
      Masashi Yukawa, Masaki Okazaki, Yasuhiro Teratani, Ken'ya Furuta and Takashi Toda
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 7336-7336

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43774-7

    • NAID

      120006734931

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      Masashi Yukawa, Tomoki Kawakami, Corinne Pinder and Takashi Toda
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 20 Issue: 20 Pages: 5108-5108

    • DOI

      10.3390/ijms20205108

    • NAID

      120006811254

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      湯川 格史, 黄 宇商, 登田 隆
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      湯川 格史, 大石 充輝, 登田 隆
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    • Author(s)
      湯川格史, 登田 隆
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758125413
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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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