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Regulatory mechanism of selective autophagy complexes in nucleic acid transfection

Research Project

Project/Area Number 19K06488
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 43010:Molecular biology-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

TSUCHIYA Megumi  大阪大学, 生命機能研究科, 特任助教(常勤) (00390691)

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: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords遺伝子導入 / オートファジーレセプター / 選択的オートファジー / 複合体 / ユビキチン / ウイルス感染
Outline of Research at the Start

細胞は細胞外からの様々な因子の侵入を認識し、侵入した外来因子の多くは細胞質で選択的オートファジーにより速やかに排除される。このような細胞質の防御機構は、外来からの異物のみならず基礎研究や医療において細胞内に導入される核酸に対しても同様に働く。本研究では外来核酸のオートファジーによる分解に重要な役割を持つオートファジーレセプターp62に着目し、核酸導入により形成されるp62複合体の精製を行い、同定された個々の構成因子について導入核酸に対するオートファジー作用の分子メカニズムを明らかにする。さらにp62複合体の機能を制御し、細胞への核酸導入効率を上げる作用を持つ低分子化合物を探索する。

Outline of Final Research Achievements

Cells eliminate foreign substances through autophagy. In this study, we found that the autophagy receptor p62, which plays an important role in "xenophagy" mechanism, forms a p62 complex upon transfection of nucleic acids. The suppression of p62 complex function increased gene transfection efficiency. We also found that inhibition of TBK1, which is one of the p62 complex components, suppresses the function of the p62 complex and can be used as potent gene delivery enhancers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今後増加すると予測される未知のウイルス感染の予防や治療に対して、核酸ワクチンの重要性は益々高まると思われる。本研究で明らかとなった細胞内侵入直後におこる外来核酸周囲のオートファジー機構の解明は、これまで詳細が不明であった遺伝子導入の仕組みについての分子レベルでの発見であり、学術的な意義のみならず社会的にも注目度が高い。また本研究の成果である遺伝子導入促進剤の開発は、ゲノム編集動物やゲノム編集細胞などの基礎研究分野における遺伝子工学実験だけでなく、臨床研究の場での遺伝子改変において広く応用可能な手法となる。

Report

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

    (13 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (3 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Instit of the Polish Academy of Sciences(ポーランド)

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  • [Journal Article] Microtubule inhibitors identified through nonbiased screening enhance DNA transfection efficiency by delaying p62-dependent ubiquitin recruitment2021

    • Author(s)
      Megumi Tsuchiya, Hidesato Ogawa, Kento Watanabe, Takako Koujin, Chie Mori, Kazuto Nunomura, Bangzhong Lin, Akiyoshi Tani, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • Journal Title

      Genes Cells.

      Volume: 26 Issue: 9 Pages: 739-751

    • DOI

      10.1111/gtc.12881

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    • Peer Reviewed / Open Access
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    • Author(s)
      Fujita T, Kubo S, Shioda T, Tokumura A, Minami S, Tsuchiya M, Ogawa H, Hamasaki M, Yu L, Isaka Y, Yoshimori T, and Nakamura S
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 134 Issue: 6 Pages: 248203-248203

    • DOI

      10.1242/jcs.248203

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A missense mutation in the RSRSP stretch of Rbm20 causes dilated cardiomyopathy and atrial fibrillation in mice2020

    • Author(s)
      Ihara K, Sasano T, Hiraoka Y, Togo-Ohno M, Soejima Y, Sawabe M, Tsuchiya M, Ogawa H, Furukawa T, Kuroyanagi H
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 17894-17894

    • DOI

      10.1038/s41598-020-74800-8

    • NAID

      120007031666

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Possible Mechanisms for Maintenance and Regression of Corpus Luteum Through the Ubiquitin- Proteasome and Autophagy System Regulated by Transcriptional Factors2019

    • Author(s)
      Teeli Aamir S.、Leszczynski Pawel、Krishnaswamy Narayanan、Ogawa Hidesato、Tsuchiya Megumi、Smiech Magdalena、Skarzynski Dariusz、Taniguchi Hiroaki
    • Journal Title

      Frontiers in Endocrinology

      Volume: 10

    • DOI

      10.3389/fendo.2019.00748

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  • [Presentation] 選択的オートファジー制御を介した遺伝子導入促進剤のスクリーニング2021

    • Author(s)
      小川 英知、土屋 惠、渡邊 賢人、荒神 尚子、森 知栄、布村 一人、林 邦忠、谷 昭義、平岡 泰、原口 徳子
    • Organizer
      第73回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] High-Throughput Screening for the enhancement of transfection efficiency via selective autophagy2020

    • Author(s)
      Hidesato Ogawa, Megumi Tsuchiya, Kento Watanabe, Takako Koujin, Chie Mori, Kazuto Nunomura, Bangzhong Lin, Akiyoshi Tani, Yasushi Hiraoka, and Tokuko Haraguchi
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
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      小川英知、土屋惠、渡邊賢人、荒神尚子、小林昇平、森知栄、平岡泰、原口徳子
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  • [Remarks] 大阪大学生命機能研究科細胞核ダイナミクス研究室ホームページ

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/index.html

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 2 種類の TBK1/IKKe 阻害剤を利用した核酸導入2021

    • Inventor(s)
      小川英知,土屋惠,渡邊賢人,平岡泰,原口徳子
    • Industrial Property Rights Holder
      小川英知,土屋惠,渡邊賢人,平岡泰,原口徳子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 2 種類の TBK1/IKKe 阻害剤を利用した核酸導入2020

    • Inventor(s)
      小川英知,土屋惠,渡邊賢人,平岡泰,原口徳子
    • Industrial Property Rights Holder
      小川英知,土屋惠,渡邊賢人,平岡泰,原口徳子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-000088
    • Filing Date
      2020
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 2種類のTBK1/IKKe阻害剤を利用した核酸導入2020

    • Inventor(s)
      小川英知、土屋惠、渡邊賢人、平岡泰、原口徳子
    • Industrial Property Rights Holder
      小川英知、土屋惠、渡邊賢人、平岡泰、原口徳子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
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URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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