A study of molecular mechanisms of assembly of the nuclear envelope-like membrane using DNA-beads incorporated into living cells

• Project/Area Number: 22770205
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Cell biology
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: KOBAYASHI Shouhei 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所・バイオICT研究室, 主任研究員 (40425765)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2011: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2010: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: DNAビーズ / 膜アセンブリー / Live CLEM / 異物認識 / BAF / Live CLEM法

Research Abstract

This research aims to investigate molecular mechanisms of assembly of the nuclear envelope(NE)-like membrane by utilizing DNA-beads incorporated into a living cell. We analyzed the timing of assembly of various cellular components on the DNA-beads using fluorescence microscopy and electron microscopy, and found that barrier-to-autointegration factor(BAF) appeared on the beads at very early timing after endosomal breakage. Removal of BAF with RNAi significantly reduced assembly of a nuclear envelope protein on the beads. Based on these results, we conclude that BAF is a critical factor for DNA-beads dependent NE assembly.

Research Products

• [Journal Article] Early entry and deformation of macropinosomes correlates with high efficiency of decaarginine-PEG-lipid-mediated gene delivery (2012)
  • Author(s): Kobayashi, S.
  • Journal Title: J.Gene Med. Volume: 14 Issue: 4 Pages: 262-271
  • DOI: 10.1002/jgm.2615
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transient Focal Membrane Deformation Induced by Arginine-rich Peptides Leads to Their Direct Penetration into Cells (2012)
  • Author(s): Hirose, H., Takeuchi, T., Osakada, H., Pujals, S., Katayama, S., Nakase, I., Kobayashi, S., Haraguchi, T., Futaki, S
  • Journal Title: Molecular Therapy Volume: (in press) Issue: 5 Pages: 984-993
  • DOI: 10.1038/mt.2011.313
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人エビーズを用いた細胞の外来異物認識機構の解析 (2012)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森知栄、荒神尚子、平岡泰、原口徳子
  • Journal Title: 医学生物学電子顕微鏡技術学会誌 Volume: 26巻 Pages: 21-22
• [Journal Article] 人工ビーズを用いた細胞の外来異物認識機構の解析 (2012)
  • Author(s): 小林昇平
  • Journal Title: 医学生物学電子顕微鏡技術学会誌 Volume: (In press)
• [Journal Article] 核膜タンパク質 (2011)
  • Author(s): 原口徳子、小林昇平
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 62巻 Pages: 366-369
• [Journal Article] 核膜タンパク質 (2011)
  • Author(s): 原口徳子
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 62 Pages: 366-369
• [Journal Article] 人工ビーズを用いてオートファジーを視る (2010)
  • Author(s): 小林昇平、原口徳子
  • Journal Title: 顕微鏡 Volume: 45巻 Pages: 78-82
  • NAID: 130007788947
• [Journal Article] 人工ビーズを用いてオートファジーを視る 顕微鏡 (2010)
  • Author(s): 小林昇平
  • Journal Title: 顕微鏡(日本顕微鏡学会 学会誌) Volume: 45 Pages: 78-82
• [Presentation] 人工染色体の分配異常により形成される微小核の細胞内動態と核膜形成 (2012)
  • Author(s): 原口徳子、荒神尚子、小坂田裕子、糀谷知子、小林昇平、木村宏、中野めぐみ,舛本寛, Larionov V、Earnshaw WC、平岡泰
  • Organizer: 第29回染色体ワークショップ
  • Place of Presentation: 仙台秋保温泉、宮城県
  • Year and Date: 2012-01-25
• [Presentation] DNA結合ポリスチレンビーズの細胞核内への送達 (2011)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森知栄、荒神尚子、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県
  • Year and Date: 2011-12-13
• [Presentation] DNA結 合ポリスチレンビーズの細胞核内への送達 (2011)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県
  • Year and Date: 2011-12-13
• [Presentation] 人工ビーズを用いた細胞の外来異物認識機構の解析 (2011)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森知栄、荒神尚子、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: 医学生物学電子顕微鏡技術学会第12回医学生物学電子顕微鏡シンポジウム
  • Place of Presentation: 浜松市駅ビルMayOne、静岡県
  • Year and Date: 2011-11-26
• [Presentation] 人工ビーズを用いた細胞の外来異物認識機構の解析 (2011)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: 医学生物学電子顕微鏡技術学会第12回医学生物学電子顕微鏡シンポジウム
  • Place of Presentation: 浜松市駅ビルMayOne、静岡県(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-26
• [Presentation] Live CLEM法を用いたDNAビーズの細胞内運命の解析 (2011)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森知栄、荒神尚子、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: 第3回「光塾」
  • Place of Presentation: 東京大学大学院・薬学系研究科、東京都
  • Year and Date: 2011-10-22
• [Presentation] LiveCLEM法を用いたDNAビーズの細胞内運命の解析 (2011)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: 第3回「光塾」
  • Place of Presentation: 東京大学、東京都
  • Year and Date: 2011-10-22
• [Presentation] 人工ビーズを用いた細胞内膜アセンブリーの誘導・解析法 (2011)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: 近畿電顕技術情報交換会第31回談話会
  • Place of Presentation: 情報通信研究機構未来ICT研究所、兵庫県
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] 人工ビーズを用いた細胞内膜アセンブリーの誘導・解析法 (2011)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: 近畿電顕技術情報交換会第31回談話会
  • Place of Presentation: 報通信研究機構未来ICT研究所、兵庫県
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] 生細胞導入ビーズを用いた外来DNA認識機構の解析 (2011)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森知栄、荒神尚子、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2011
  • Place of Presentation: 大阪大学コンベンションセンター、大阪府(奨励賞受賞)
  • Year and Date: 2011-09-02
• [Presentation] 生細胞導入ビーズを用いた外来DNA認識機構の解析 (2011)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2011
  • Place of Presentation: 大阪大学コンベンションセンター、大阪府
  • Year and Date: 2011-09-02
• [Presentation] The Nuclear Envelope Structures are Required for Maintenance of the Micronucleus Formed by Loss of Centromere Functions of a Human Artificial Chromosome (2011)
  • Author(s): Haraguchi, T., Koujin, T., Osakada, H., Kojidani, T., Kobayashi, S., Nakano, M., Masumoto, H., Larionov, V. L., Earnshaw, W. C., Hiraoka, Y.
  • Organizer: Nuclear envelope disease and chromatin organization
  • Place of Presentation: Robinson College, Cambridge, UK
  • Year and Date: 2011-07-14
• [Presentation] 蛍光・電子顕微鏡両用プローブを用いた分子特異的ナノイメージング法の開発 (2011)
  • Author(s): 原口徳子、糀谷知子、淺川東彦、森知栄、小坂田裕子、小林昇平、平岡泰
  • Organizer: 医学生物学電子顕微鏡技術学会第27回学術講演会
  • Place of Presentation: 四国大学交流プラザ、徳島県
  • Year and Date: 2011-05-14
• [Presentation] Assembly of intracellular membrane around DNA-coated polystyrene beads in living HeLa cells (2011)
  • Author(s): Kobayashi, S., Kojidani, T., Osakada, H., Mori, C., Koujin, T., Hiraoka, Y., Haraguchi, T.
  • Organizer: International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
  • Place of Presentation: The Westin Awaji Island, Japan
  • Year and Date: 2011-01-24
• [Presentation] The Nuclear Envelope Structures are Required for Maintenance of the Micronucleus Formed by Loss of Centromere Functions of a Human Artificial Chromosome (2011)
  • Author(s): Koujin, T., Osakada, H., Kojidani, T., Kobayashi, S., Nakano, M., Masumoto, H., Larionov, V. L., Earnshaw, W. C., Hiraoka, Y., Haraguchi, T.
  • Organizer: International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
  • Place of Presentation: The Westin Awaji Island, Japan
  • Year and Date: 2011-01-24
• [Presentation] The nuclear envelope structures are required for maintenance of the micronucleus formed by loss of centromere functions of a human artificial chromosome (2010)
  • Author(s): Haraguchi, T., Koujin, T., Osakada, H., Kojidani, T., Kobayashi, S., Nakano, M., Masumoto, H., Larionov, V., Earnshaw, W. C., Hiraoka, Y.
  • Organizer: The American Society for Cell Biology Annual Meeting
  • Place of Presentation: Philadelphia Pennsylvania Convention Center U.S.A
  • Year and Date: 2010-12-13
• [Presentation] 生細胞導入ビーズを用いた細胞内膜アセンブリーの可視化 (2010)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森知栄、荒神尚子、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: 第二回「光塾」
  • Place of Presentation: 大阪大学、大阪府
  • Year and Date: 2010-12-11
• [Presentation] 生細胞導入ビーズを用いた細胞内膜アセンブリーの可視化 (2010)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: 第二回「光塾」
  • Place of Presentation: 大阪大学、吹田市
  • Year and Date: 2010-12-11
• [Presentation] 生細胞導入DNA結合ビーズによる細胞内膜系のアセンブリー (2010)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森知栄、荒神尚子、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83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
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 人工ビーズの細胞内導入によって明らかになった遺伝子デリバリーのセルバリア (2010)
  • Author(s): 原口徳子、小林昇平、小坂田裕子、糀谷知子、荒神尚子、平岡泰
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83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
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 人工ビーズの細胞内導入によって明らかになった遺伝子デリバリーのセルバリア (2010)
  • Author(s): 原口徳子
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83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、神戸市
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 生細胞導入DNA結合ビーズによる細胞内膜系のアセンブリー (2010)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83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、神戸市
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 人工染色体の分配異常により形成される微小核の細胞内動態と核構造 (2010)
  • Author(s): 荒神尚子、小坂田裕子、糀谷知子、小林昇王、木村宏、中野めぐみ、舛本寛、Larionov V、Earnshaw WC、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83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
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] 人工染色体の分配異常により形成される微小核の細胞内動態と核構造 (2010)
  • Author(s): 荒神尚子
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83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、神戸市
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] Interfacing Living Cells via Molecular Communication (2010)
  • Author(s): Nakano, T., Kobayashi, S., Haraguchi, T.
  • Organizer: 5th International ICST Conference on Bio-Inspired Models of Network, Information, and Computing Systems(BIONETICS 2010)
  • Place of Presentation: Le Meridien Cambridge Hotel, Boston, USA
  • Year and Date: 2010-12-01
• [Presentation] Interfacing Living Cells via Molecular Communication (2010)
  • Author(s): Nakano T
  • Organizer: 5th International ICST Conference on Bio-Inspired Models of Network, Information, and Computing Systems
  • Place of Presentation: Boston, MA, USA
  • Year and Date: 2010-12-01
• [Presentation] 人工染色体のセントロメア機能低下に伴って形成される微小核の細胞内動態と核膜構造 (2010)
  • Author(s): 原口徳子、荒神尚子、小坂田裕子、糀谷知子、小林昇平、中野めぐみ、舛本寛、Larionov, V.、Earnshaw, W. C. 平岡泰
  • Organizer: 第9回核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: ラフォーレ修善寺、静岡県
  • Year and Date: 2010-05-29
• [Presentation] 人工染色体のセントロメア機能低下に伴って形成される微小核の細胞内動態と核膜構造 (2010)
  • Author(s): 原口徳子
  • Organizer: 第9回 核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: ラフォーレ修善寺、静岡県
  • Year and Date: 2010-05-29
• [Presentation] Live CLEM : An approach fbr observing molecular dynamics in high resolution (2010)
  • Author(s): 原口徳子、荒神尚子、糀谷知子、小坂田裕子、小林昇平、岩本政明、武内史英、淺川東彦、平岡泰
  • Organizer: 日本顕微鏡学会第66回学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、愛知県
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Presentation] Live CLEM : An approach for observing molecular dynamics in high resolution (2010)
  • Author(s): Haraguchi T
  • Organizer: 日本顕微鏡学会第66回学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、愛知県
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Presentation] Live CLEM法によって追跡した微小核の成り行き (2010)
  • Author(s): 原口徳子、荒神尚子、小坂田裕子、糀谷知子、止林昇平、中野めぐみ、舛本寛、Larionov, V.、Earnshaw, W. C.、平岡泰
  • Organizer: 第62回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場、大阪府
  • Year and Date: 2010-05-21
• [Presentation] 細胞内での人工オルガネラの構築 (2010)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、荒神尚子、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: 第62回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場、大阪府
  • Year and Date: 2010-05-21
• [Presentation] Visualization of endosomal escape of pH sensor-conjugated polystyrene beads by live CLEM(Live CLEM法によるpHセンサー結合ビーズのエンドソーム脱出過程の可視化) (2010)
  • Author(s): 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、山本章嗣、吉森保、平岡泰、原口徳子
  • Organizer: 第62回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場、大阪府
  • Year and Date: 2010-05-19
• [Presentation] Live CLEM法によるpHセンサー結合ビーズのエンドソーム脱出過程の可視化 (2010)
  • Author(s): 小林昇平
  • Organizer: 第62回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場、大阪府
  • Year and Date: 2010-05-19
• [Remarks]
  • URL: http://www2.nict.go.jp/advanced_ict/bio/w131103/CellMagic/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www2.nict.go.jp/advanced_ict/bio/w131103/CellMagic/
• [Remarks]
  • URL: http://www-karc.nict.go.jp/w131103/CellMagic/index.html