細胞競合現象の時空間的解析とその操作

• Project Area: Cell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community
• Project/Area Number: 17H05611
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 大場 雄介 北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2018: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2017: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 蛍光バイオイメージング / 光操作 / 細胞競合

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、光による細胞競合の誘導系を開発し、細胞競合の発生を時空間的に厳密に制御すること、同時に分子の活性化、分子間相互作用、イオン濃度変化等を蛍光バイオイメージングで観察し、winner、looser間での細胞競合が生じるための時空間的な分子動態を詳細に明らかにすることを目的に行っている。
昨年度までに、488 nmの光で分子間相互作用が誘導されるCry2-CIBの系を用いて、二つのRas活性化法（RasV12とSosを用いるもの）を構築した。この二つの系を用いて、RasV12の系のみで細胞競合が観察され、Sosによる内在性Rasの活性化では細胞競合が誘導されないことを見出した。この結果は、細胞競合において何がwinnerとlooserを決めるかという根本的課題に迫る緒になると期待された。
しかし、この系では青色光の刺激が必要なため、シグナル伝達研究に有効なフェルスター共鳴エネルギー移動（Foerster resonance energy transfer, FRET）や蛍光タンパク質再構成法（bimolecular fluorescence complementation, BiFC）等の青色光を励起光として用いるイメージング手法との併用が難しい。そこで、それらイメージング手法との併用を目指し、遠赤色光受容タンパク質phytochromeB（PhyB）とphytochrome interaction factor 3（PIF3）の結合を遠赤色光により誘導できるオプトジェネティクスの手法を取り入れた。これにより、遠赤色光照射によりSrcを細胞質から細胞膜あるいはエンドソームに移行させることに成功した。また、様々なオルガネラに局在するPhyBとPIF3を作製し、異種オルガネラ間相互作用を誘導する系も併せて開発した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A Peptide Derived from Phosphoinositide 3-kinase Inhibits Endocytosis and Influenza Virus Infection (2019)
  • Author(s): Fujioka Y, Satoh AO, Horiuchi K, Fujioka M, Tsutsumi K, Sasaki J, Nepal P, Kashiwagi S, Paudel S, Nishide S, Nanbo A, Sasaki T, Ohba Y
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 44 Issue: 1 Pages: 61-74
  • DOI: 10.1247/csf.19001
  • NAID: 130007636814
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Sialylated Voltage-Dependent Ca2+ Channel Binds Hemagglutinin and Mediates Influenza A Virus Entry into Mammalian Cells (2018)
  • Author(s): Fujioka Y, Nishide S, Ose T, Suzuki T, Kato I, Fukuhara H, Fujioka M, Horiuchi K, Satoh AO, Nepal P, Kashiwagi S, Wang J, Horiguchi M, Sato Y, Paudel S, Nanbo A, Miyazaki T, Hasegawa H, Maenaka K, Ohba Y
  • Journal Title: Cell Host Microbe Volume: 23 Issue: 6 Pages: 809-818
  • DOI: 10.1016/j.chom.2018.04.015
  • NAID: 120006643588
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Role of Transforming Growth Factor β in Cell-to-Cell Contact-Mediated Epstein-Barr Virus Transmission (2018)
  • Author(s): Nanbo A, Ohashi M, Yoshiyama H, Ohba Y
  • Journal Title: Front Microbiol Volume: 9 Pages: 984-984
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00984
  • NAID: 120006489803
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Infection of Epstein?Barr Virus in Type III Latency Modulates Biogenesis of Exosomes and the Expression Profile of Exosomal miRNAs in the Burkitt Lymphoma Mutu Cell Lines (2018)
  • Author(s): Nanbo Asuka、Katano Harutaka、Kataoka Michiyo、Hoshina Shiho、Sekizuka Tsuyoshi、Kuroda Makoto、Ohba Yusuke
  • Journal Title: Cancers Volume: 10 Issue: 7 Pages: 237-237
  • DOI: 10.3390/cancers10070237
  • NAID: 120006491456
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Budding of Ebola Virus Particles Requires the Rab11-Dependent Endocytic Recycling Pathway (2018)
  • Author(s): Nanbo A, Ohba Y
  • Journal Title: J Infect Dis Volume: 218 Issue: suppl_5 Pages: S388-S396
  • DOI: 10.1093/infdis/jiy460
  • NAID: 120006773327
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Epstein-Barr Virus Acquires Its Final Envelope on Intracellular Compartments With Golgi Markers (2018)
  • Author(s): Nanbo Asuka、Noda Takeshi、Ohba Yusuke
  • Journal Title: Front Microbiol Volume: 9 Pages: 454-454
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00454
  • NAID: 120006416029
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dermoscopic evaluation for skin grafts after surgery; neo-vascularization correlates with survival of skin grafts: A prospective study (2018)
  • Author(s): Kitamura Shinya、Yanagi Teruki、Inamura-Takashima Yuka、Imafuku Keisuke、Hata Hiroo、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Shimizu Hiroshi
  • Journal Title: J Dermatol Sci Volume: 印刷中 Issue: 2 Pages: 213-216
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2018.01.014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ebola virus requires a host scramblase for externalization of phosphatidylserine on the surface of viral particles (2018)
  • Author(s): Nanbo Asuka、Maruyama Junki、Imai Masaki、Ujie Michiko、Fujioka Yoichiro、Nishide Shinya、Takada Ayato、Ohba Yusuke、Kawaoka Yoshihiro
  • Journal Title: PLoS Pathog Volume: 14 Issue: 1 Pages: e1006848-e1006848
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006848
  • NAID: 120006416019
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cell competition with normal epithelial cells promotes apical extrusion of transformed cells through metabolic changes. (2017)
  • Author(s): Shunsuke Kon, et al.
  • Journal Title: Nature Cell Biology Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 530-541
  • DOI: 10.1038/ncb3509
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Rab5-regulated endocytosis plays a crucial role in apical extrusion of transformed cells. (2017)
  • Author(s): S. Saitoh, T. Maruyama, Y. Yako, M. Kajita, Y. Fujioka, Y. Ohba, N. Kasai, N. Sugama, S. Kon, S. Ishikawa, T. Hayashi, T. Yamazaki, M. Tada and Y. Fujita.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Volume: 114 Issue: 12
  • DOI: 10.1073/pnas.1602349114
  • NAID: 120006346108
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Fluorescence Imaging of membrane dynamics and intracellular signaling (2019)
  • Author(s): Yusuke Ohba
  • Organizer: The 9th Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019) in conjunction with the 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
• [Presentation] A PI3K-derived peptide inhibits clathrin-independent endocytosis and influenza virus infection (2018)
  • Author(s): Yoichiro Fujioka, Aya O Satoh, Kosui Horiuchi, Mari Fujioka, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] Involvement of actin dynamics in the endocytic process revealed by fast-scanning atomic force microscopy (2018)
  • Author(s): Aiko Yoshida, Nobuaki Sakai, Yoshitsugu Uekusa, Shige H Yoshimura, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] The role of an Na,K-ATPase in spatiotemporal regulation of Ras- PI3K signaling and endocytosis (2018)
  • Author(s): Sayaka Kashiwagi, Yoichiro Fujioka, Kosui Horiuchi, Aya O Satoh, Prabha Nepal, Aiko Yoshida, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] A mitochondrial outer membrane protein is involved in the regulation of Ras-PI3K signaling-mediated endocytosis (2018)
  • Author(s): Aya O Satoh, Yoichiro Fujioka, Kosui Horiuchi, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Mari Fujioka, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] Development of FRET-based biosensors for measuring tyrosine kinase activity in living cells (2018)
  • Author(s): Mari Fujioka, Yoichiro Fujioka, Aya O Satoh, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] The Role of tubulin in the regulation of endocytosis mediated by Ras-PI3K signaling (2018)
  • Author(s): Sarad Paudel, Yoichiro Fujioka, Aya O. Satoh, Mari Fujioka, Kosui Horiuchi, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] Role of inner mitochondrial membrane proteins in the regulation of endocytosis mediated by Ras-PI3K signaling (2018)
  • Author(s): Prabha Nepal, Yoichiro Fujioka, Aya O. Satoh, Kosui Horiuchi, Sarad Paudel, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Mari Fujioka, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] 細胞内シグナル伝達の可視化と光による操作 (2017)
  • Author(s): 大場雄介
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会
• [Presentation] PI3K 由来ペプチドによるエンドサイトーシスとインフルエンザウイルス感染の抑制 (2017)
  • Author(s): 藤岡容一朗、佐藤絢、堀内浩水、藤岡真理、パウデル サラド、西出真也、南保明日香、大場雄介
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 高速原子間力顕微鏡を用いた細胞表面膜構造動態のライブセルイメージング (2017)
  • Author(s): 吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、粂田昌宏、吉村成弘、大場雄介
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会
• [Presentation] インフルエンザウイルス細胞侵入において鍵となる宿主タンパク質の同定 (2017)
  • Author(s): 藤岡容一朗、西出真也、尾瀬農之、加藤いづみ、福原秀雄、藤岡真理、堀内浩水、佐藤絢、Prabha Nepal、柏木彩花、Jing Wang、堀口美香、Sarad Paudel、南保明日香、宮崎忠昭、前仲勝実、大場雄介
  • Organizer: 第69回日本細胞生物学会
• [Presentation] Ras-PI3K複合体によるエンドサイトーシスの制御因子の探索と機能解析 (2017)
  • Author(s): 堀内浩水、藤岡容一朗、佐藤絢、Prabha Nepal、Jing Wang、堀口美香、Sarad Paudel、西出真也、南保明日香、小布施力史、大場雄介
  • Organizer: 第69回日本細胞生物学会
• [Presentation] PI3K 由来ペプチドによるインフルエンザウイルス感染の抑制 (2017)
  • Author(s): 佐藤絢、藤岡容一朗、堀内浩水、藤岡真理、パウデル サラド、西出真也、南保明日香、大場雄介
  • Organizer: 第69回日本細胞生物学会
• [Book] Methods in Molecular Biology, SH2 domain (2017)
  • Author(s): Mari Fujioka、Yumi Asano、Shigeyuki Nakada、Yusuke Ohba
  • Total Pages: 555
  • Publisher: Humana Press, New York, NY
  • ISBN: 9781493967629