lncRNA-RBP複合体によるユビキチン-プロテアソーム制御機構

• Project/Area Number: 21H02758
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 谷上 賢瑞 東京大学, アイソトープ総合センター, 特任准教授 (90648627)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
• Keywords: TP53 / lncRNA / ユビキチン-プロテアソーム / SART3 / USP15 / lncRNA SAN / 構造体

Outline of Research at the Start

lncRNAが発生や癌化などの重要な生命現象に関与していることが明らかとなってきた。我々は、新規lncRNA及びその結合タンパク質が構成する複合体が、癌の腫瘍形成能を制御することを明らかにした。本研究課題では当該lncRNA-タンパク質複合体が制御する分子機構を明らかにし、癌細胞が有する腫瘍形成能維持機構を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

タンパクをコードしないRNAのうち、200塩基以上のRNAを長鎖ノンコーディングRNA (lncRNA) と総称する。lncRNAが発生や幹細胞性の維持、癌化のような重要な生命現象に関わっていることが明らかとなってきた。しかし、癌の腫瘍形成能における役割は未だ不明な部分が多い。申請者は、lncRNA ZNNT1が大腸癌組織で高発現しており、発現を抑制するとp53タンパク質が安定化してp53依存的に腫瘍形成能が減少することを見出した。また、質量分析によって、ZNNT1にRNA認識モチーフ (RNA recognition motif; RRM) を有するRNA結合タンパク質SART3が特異的に結合することを明らかにした。p53タンパク質量はユビキチン-プロテアソームにより、厳密に制御されていることが知られている。またp53は、様々な癌において、複数のホットスポットに変異を獲得することが知られている。本研究課題ではlncRNAによるユビキチン-プロテアソーム機構を介したp53制御機構を明らかにし、lncRNAが有するp53依存的な腫瘍形成能維持機構を解明することを目的とした。申請者は、lncRNA ZNNT1 - SART3複合体に、脱ユビキチン化酵素USP15が結合することを見出している。本年は、大腸癌細胞においてUSP15の発現抑制により、ZNNT1の発現抑制による大腸癌細胞の増殖抑制が緩和されることを明らかにした。また、SART3は核内に構造体を形成し、変異型p53タンパク質は核に凝集することを見出した。これらの結果より、大腸癌細胞では、ZNNT1が脱ユビキチン化機構を制御することにより、p53タンパク質を介した腫瘍形成能を獲得している可能性を見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

lncRNA ZNNT1によるSART3 - USP15複合体を介したp53タンパク質の安定化機構と大腸癌腫瘍形成能への関与を明らかにすることが出来た。現在は論文リバイズ中であり、本年度は順調に研究が進展したと判断している。

Strategy for Future Research Activity

本年度まで進めてきた研究を、引き続き実施する。現在、論文のリバイズ中であり、レビューコメントに適宜対応していく。主にユビキチン化機構やプロテアソーム複合体とp53との関連や、p53変異獲得による機能変化の解明を中心に解析を進める。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Massachusetts General Hospital(米国)
• [Int'l Joint Research] Aarhus University(デンマーク)
• [Journal Article] Multiplex Digital PCR Assay to Detect Multiple KRAS and GNAS Mutations Associated with Pancreatic Carcinogenesis from Minimal Specimen Amounts (2023)
  • Author(s): Maeda Chiho、Ono Yusuke、Hayashi Akihiro、Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Kakisaka Rika、Mori Miyuki、Ishii Takahiro、Sato Hiroki、Okada Tetsuhiro、Kawabata Hidemasa、Goto Takuma、Tamamura Nobue、Omori Yuko、Takahashi Kuniyuki、Katanuma Akio、Karasaki Hidenori、Liss Andrew Scott、Mizukami Yusuke
  • Journal Title: The Journal of Molecular Diagnostics Volume: 23 Issue: 6 Pages: 1525-1578
  • DOI: 10.1016/j.jmoldx.2023.02.007
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mutant GNAS limits tumor aggressiveness in established pancreatic cancer via antagonizing the KRAS-pathway (2022)
  • Author(s): Kawabata Hidemasa、Ono Yusuke、Tamamura Nobue、Oyama Kyohei、Ueda Jun、Sato Hiroki、Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Okada Tetsuhiro、Fujibayashi Syugo、Hayashi Akihiro、ほか
  • Journal Title: Journal of Gastroenterology Volume: 57 Issue: 3 Pages: 208-220
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01846-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] RNA Exosome Component EXOSC4 Amplified in Multiple Cancer Types Is Required for the Cancer Cell Survival (2022)
  • Author(s): Taniue Kenzui、Tanu Tanzina、Shimoura Yuki、Mitsutomi Shuhei、Han Han、Kakisaka Rika、Ono Yusuke、Tamamura Nobue、Takahashi Kenji、Wada Youichiro、Mizukami Yusuke、Akimitsu Nobuyoshi
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 23 Issue: 1 Pages: 496-496
  • DOI: 10.3390/ijms23010496
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Predictors of Long-Term Survival in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma after Pancreatectomy: TP53 and SMAD4 Mutation Scoring in Combination with CA19-9 (2022)
  • Author(s): Ono M, Ono Y, Nakamura T, Tsuchikawa T, Kuraya T, Kuwabara S, Nakanishi Y, Asano T, Matsui A, Tanaka K, Ebihara Y, Kurashima Y, Noji T, Murakami S, Shichinohe T, Mitsuhashi T, Omori Y, Furukawa T, Taniue K, Suzuki M, Sugitani A, Karasaki H, Mizukami Y, Hirano S.
  • Journal Title: Annals of Surgical Oncology Volume: 29 Issue: 8 Pages: 5007-5019
  • DOI: 10.1245/s10434-022-11630-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] hnRNPH1-MTR4 complex-mediated regulation of <i>NEAT1v2</i> stability is critical for <i>IL8</i> expression (2021)
  • Author(s): Tanu Tanzina、Taniue Kenzui、Imamura Katsutoshi、Onoguchi-Mizutani Rena、Han Han、Jensen Torben Heick、Akimitsu Nobuyoshi
  • Journal Title: RNA Biology Volume: 18 Issue: sup1 Pages: 537-547
  • DOI: 10.1080/15476286.2021.1971439
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pan-cancer methylome analysis for cancer diagnosis and classification of cancer cell of origin. (2021)
  • Author(s): Shimizu D, Taniue K, Matsui Y, Haeno H, Araki H, Miura F, Fukunaga M, Shiraishi K, Miyamoto Y, Tsukamoto S, Komine A, Kobayashi Y, Kitagawa A, Yoshikawa Y, Sato K, Saito T, Ito S, Masuda T, Niida A, Suzuki M, Baba H, Ito T, Akimitsu N, Kodera Y, Mimori K.
  • Journal Title: Cancer Gene Ther. Volume: Epub Issue: 5 Pages: 1-1
  • DOI: 10.1038/s41417-021-00401-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Long Non-Coding RNAs in Epithelial-Mesenchymal Transition of Pancreatic Cancer (2021)
  • Author(s): Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Ono Yusuke、Fujiya Mikihiro、Mizukami Yusuke、Okumura Toshikatsu
  • Journal Title: Frontiers in Molecular Biosciences Volume: 8 Pages: 717890-717890
  • DOI: 10.3389/fmolb.2021.717890
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] RNA品質管理機構の脱制御による異常RNA産生 (2023)
  • Author(s): 谷上 賢瑞
  • Organizer: 2022年度「先進ゲノム支援」拡大班会議 (口頭発表)
• [Presentation] RNA品質管理機構の脱制御による異常RNA産生 (2023)
  • Author(s): Kenzui Taniue
  • Organizer: 「先進ゲノム支援」2022年度拡大班会議 (ポスター発表)
• [Presentation] TP53, SMAD4 と CA19-9 を併用した膵癌長期予後予測因子の新たな可能性 (2022)
  • Author(s): 岡崎 遼, 中村 透, 小野 裕介, 土川 貴裕, 桑原 尚太, 前田 知歩, 古川 徹, 谷上 賢瑞, 水上 裕輔, 平野 聡
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会 (口頭発表)
• [Presentation] GNAS 変異は KRAS 経路に拮抗することにより、膵癌の悪性度を抑える (2022)
  • Author(s): 河端 秀賢, 小野 裕介, 高橋 賢治, 谷上 賢瑞, 唐崎 秀則, 水上裕輔
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会 (口頭発表)
• [Presentation] UHRF1-KAT7-mediated regulation of histone methylation/acetylation is critical for the proliferation of colon cancer cells (2022)
  • Author(s): 谷上 賢瑞
  • Organizer: 第95回日本生化学大会 (口頭発表)
• [Presentation] The mechanisms of colorectal cancer cell progression by UHRF1-KAT7-mediated regulation of histone methylation/acetylation (2022)
  • Author(s): 谷上 賢瑞
  • Organizer: 第46回日本分子生物学会 (口頭発表)
• [Presentation] Tumor-suppressive effect of mutant GNAS through the restriction of tumor aggressiveness in established pancreatic cancer (2022)
  • Author(s): Hidemasa Kawabata, Yusuke Ono, Nobue Tamamura, Hiroki Sato, Kenji Takahashi, Kenzui Taniue, Tetsuhiro Okada, Syugo Fujibayashi, Akihiro Hayashi, Takuma Goto, Hiroaki Konishi, Mikihiro Fujiya, Hidenori Karasaki, Andrew S. Liss, Yusuke Mizukami, Toshikatsu Okumura
  • Organizer: DDW2022/AGA2022 (Poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A role for a methyltransferase in regulating lipid droplets (2022)
  • Author(s): Shuhei Mitsutomi, Kenzui Taniue, Nobuyoshi Akimitsu
  • Organizer: 第21回東京大学生命科学シンポジウム (ポスター発表)
• [Presentation] TP53, SMAD4 と CA19-9 を併用した膵癌長期予後予測因子の新たな可能性 (2022)
  • Author(s): Ryo Okazaki, Toru Nakamura, Yusuke Ono, Takahiro Tsuchikawa, Shota Kuwabara, Chiho Maeda, Toru Hurukawa, Kenzui Taniue, Yusuke Mizukami, Satoshi Hirano
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会 (ポスター発表)
• [Presentation] GNAS変異はKRAS経路に拮抗することにより、膵癌の悪性度を抑える (2022)
  • Author(s): Hidemasa Kawabata, Yusuke Ono, Kenji Takahashi, Kenzui Taniue, Hidenori Karasaki, Yusuke Mizukami
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会 (ポスター発表)
• [Presentation] RNA exosome component EXOSC4 amplified in multiple cancer types is required for the pancreatic cancer cell survival via the regulation of BIK and SESN2 mRNA (2022)
  • Author(s): Kenzui Taniue, Yusuke Mizukami, Nobuyoshi Akimitsu
  • Organizer: American Association for Cancer Research Special Conference on Pancreatic Cancer 2022 (Poster)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] UHRF1-KAT7-mediated regulation of histone methylation/acetylation is critical for the proliferation of colon cancer cells (2022)
  • Author(s): Kenzui Taniue, Tetsu Akiyama
  • Organizer: 第95回日本生化学大会 (ポスター発表)
• [Presentation] The mechanisms of colorectal cancer cell progression by UHRF1-KAT7-mediated regulation of histone methylation/acetylation (2022)
  • Author(s): Kenzui Taniue, Tetsu Akiyama
  • Organizer: 第46回日本分子生物学会 (ポスター発表)
• [Presentation] hnRNPH1-MTR4 complex-mediated regulation of NEAT1_2 stability is critical for the expression of IL8. (2021)
  • Author(s): Tanzina Tanu, Kenzui Taniue, Katsutoshi Imamura, Rena Onoguchi-Mizutani, Han Han, Torben Heick Jensen and Akimitsu Nobuyoshi
  • Organizer: 第44回日本分子生物学会年会
• [Book] Handbook of Epigenetics, 3rd edition (Chapter 10. Techniques for genome-wide expression analysis of non-coding RNA) (2022)
  • Author(s): Onoguchi-Mizutani R, Taniue K, Kawata K, Yamada T, Akimitsu N
  • Total Pages: 918
  • Publisher: Elsevier
  • ISBN: 9780323919098
• [Remarks] 27 種類の悪性腫瘍を同時に診断・鑑別可能な DNA メチル化パネルの作成に成功
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Can_Gen_The_211108.pdf