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Elucidation of a novel mechanism for maintaining proteasome function in response to proteasome dysfunction

Research Project

Project/Area Number 22K06611
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Jun Hamazaki  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (80533588)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsタンパク質分解 / プロテアソーム / ユビキチン / O-GlcNAc
Outline of Research at the Start

プロテアソーム阻害剤bortezomibが難治性多発性骨髄腫の治療薬として使用され効果をあげている。しかし、bortezomib耐性細胞の出現が臨床現場で顕在化しているものの、プロテアソーム阻害時に応答する恒常性維持機構の実体はほとんど解明されていないことから、有効な対応策・治療戦略が確立していない。本研究では申請者が見出したO-GlcNAc修飾亢進およびユビキチンリガーゼによるプロテアソーム機能維持機構の分子メカニズム解明を軸にプロテアソーム不全に起因する病態発症機構の理解やがん治療におけるプロテアソーム阻害剤耐性細胞に対する新たな分子標的薬ターゲット・治療アプローチの創出を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, based on the applicant's original discovery of enhanced O-GlcNAc modification and the molecular mechanisms of the proteasome function maintenance mechanism by RNF181, the research aimed to understand the mechanism of pathology caused by proteasome deficiency and to create new molecular targeted drug targets and therapeutic approaches for proteasome inhibitor resistant cells in cancer treatment, and achieved the following results:
It was revealed that RNF181 functions in the proteasome molecule assembly process, revealing a completely new and previously unanticipated mechanism of proteasome function control.
The physiological significance of the molecular functions revealed by the cellular verification was verified in RNF181KO mice, and it was revealed that the proteasome function maintenance mechanism also functions in individuals.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プロテアソーム機能の多寡ががんや神経変性疾患などの病態発症や寿命を左右することが知られ、bortezomibが難治性多発性骨髄腫の治療薬として使用されている。しかし、bortezomib耐性細胞の出現が臨床現場で顕在化しているものの、プロテアソーム阻害時に応答する恒常性維持機構の実体は解明されていない。有効な対応策・治療戦略の確立のため、bortezomib作用機序の本質的な理解と新たな分子標的薬との併用アプローチの確立が喫緊の課題となっている。プロテアソーム低下に起因する病態発症機構の理解のためにもプロテアソーム機能制御機構の全貌解明が急務となっており、本研究の学術的、社会的意義は高い。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Intrinsic signaling pathways modulate targeted protein degradation2024

    • Author(s)
      Mori Yuki、Akizuki Yoshino、Honda Rikuto、Takao Miyu、Tsuchimoto Ayaka、Hashimoto Sota、Iio Hiroaki、Kato Masakazu、Kaiho-Soma Ai、Saeki Yasushi、Hamazaki Jun、Murata Shigeo、Ushijima Toshikazu、Hattori Naoko、Ohtake Fumiaki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 5379-5379

    • DOI

      10.1038/s41467-024-49519-z

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationships between protein degradation, cellular senescence, and organismal aging2024

    • Author(s)
      Hamazaki Jun、Murata Shigeo
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 175 Issue: 5 Pages: 473-480

    • DOI

      10.1093/jb/mvae016

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 老化細胞におけるタンパク質分解2024

    • Author(s)
      濱崎 純、村田 茂穂
    • Journal Title

      「実験医学」増刊号『細胞老化』

      Volume: 42

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Journal Article] PAC1 deficiency protects obese male mice from immobilization-induced muscle atrophy by suppressing FoxO-atrogene axis2023

    • Author(s)
      Li Qifang、Ishii Kiyo-aki、Kamoshita Kyoko、Takahashi Kenta、Abuduwaili Halimulati、Takayama Hiroaki、Galicia-Medina Cynthia M、Tanida Ryota、Oo Hein Ko、Gafiyatullina Guzel、Yao Xingyu、Abuduyimiti Tuerdiguli、Hamazaki Jun、Harada Kenichi、Murata Shigeo、Takamura Toshinari
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: - Issue: 6 Pages: 164-165

    • DOI

      10.1210/endocr/bqad065

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Senescent cells form nuclear foci that contain the 26S proteasome2023

    • Author(s)
      Iriki Tomohiro、Iio Hiroaki、Yasuda Shu、Masuta Shun、Kato Masakazu、Kosako Hidetaka、Hirayama Shoshiro、Endo Akinori、Ohtake Fumiaki、Kamiya Mako、Urano Yasuteru、Saeki Yasushi、Hamazaki Jun、Murata Shigeo
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 42 Issue: 8 Pages: 112880-112880

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112880

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ゲノムワイドCRISPRiスクリーニングによる新規プロテアソーム機能制御因子の同定2024

    • Author(s)
      稲見真紀, 川邉明広, 濱崎純, 村田茂穂
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞老化に伴う新規プロテアソーム核内foci SANPs(senescence-associated nuclear proteasome foci)の発見2024

    • Author(s)
      飯尾浩章、入木朋洋、安田柊、増田竣、古屋翔梧、加藤雅和、小迫英尊、小形公亮、平山尚志郎、遠藤彬則、大竹史明、神谷真子、浦野泰照、佐伯泰、石濱泰、濱崎純、村田茂穂
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of novel mammalian proteasome modifier, THAP1, by genome wide CRISPR screening.2024

    • Author(s)
      Yi Wang, Jun Hamazaki, Shigeo Murata
    • Organizer
      日本生化学会関東支部例会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of novel mammalian proteasome modifier, THAP1, by genome wide CRISPR screening.2024

    • Author(s)
      Yi Wang, Jun Hamazaki, Shigeo Murata
    • Organizer
      第29回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
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      2024 Annual Research Report
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    • Author(s)
      Yi Wang, Jun Hamazaki, Shigeo Murata
    • Organizer
      第14回シグナルネットワーク研究会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] The ubiquitin ligase RNF181 plays a pivotal role in sustaining the mammalian proteasome activity under proteasome impairment2023

    • Author(s)
      Jun Kishiki, Shota Okuno, Eiichi Hashimoto, Shoshiro Hirayama, Hidetaka Kosako, Jun Hamazaki, and Shigeo Murata
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 哺乳類プロテアソームの新規転写因子の同定2023

    • Author(s)
      橋本創太、 王妍、董瑶加、平山尚志郎、濱崎純、 村田茂穂
    • Organizer
      第96回生化学会大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] プロテアソーム活性を指標にしたCRISPRスクリーニングによる哺乳類プロテアソームの機能制御因子の網羅的探索2023

    • Author(s)
      稲見真紀, 川邉明広, 平山尚志郎, 榎本豊, 北村俊雄, 濱崎純, 村田茂穂
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞老化に伴う新規プロテアソーム核内foci SANPs(senescence-associated nuclear proteasome foci)の発見2023

    • Author(s)
      飯尾浩章、入木朋洋、安田柊、増田竣、加藤雅和、小迫英尊、平山尚志郎、遠藤彬則、大竹史明、神谷真子、浦野泰照、佐伯泰、濱崎純、村田茂穂
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞老化に伴う新規プロテアソーム核内fociの形成によるミトコンドリア活性の抑制2023

    • Author(s)
      濱崎純、村田茂穂
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会大会
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      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] プロテアソーム活性を指標にしたCRISPRスクリーニングによる哺乳類プロテアソーム機能制御因子の網羅的探索2022

    • Author(s)
      川邉明広, 濱崎純, 村田茂穂
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] DDI2過剰発現によるプロテアソーム活性亢進マウスにおけるタンパク質恒常性への影響の解析2022

    • Author(s)
      加藤雅和、濱崎純、村田茂穂
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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