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Chromosome structure and dynamics as a basis for oncogenesis in the cellular context of aging

Publicly Offered Research

Project AreaConquering cancer through neo-dimensional systems understanding
Project/Area Number 18H04896
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

田中 耕三  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (00304452)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywords癌 / 細胞・組織 / 染色体 / 加齢
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、がんの発生を加齢という細胞文脈でとらえ、加齢個体や様々ながん細胞の染色体構造・動態の画像データベースを構築することで、加齢にともなって現れる染色体構造・動態とがんの発生や進展との関連を明らかにすることを目的とする。加齢マウスより単離した細胞やがん細胞株において染色体構造や染色体動態を解析し、がんの発生の分子基盤のさらなる理解につなげる。令和元年度は以下のような成果が得られた。
1. 加齢マウスにおける染色体構造・動態データベースの構築:様々な月齢のマウスの皮膚ではなく肺由来の線維芽細胞を用いることによって、4倍体化を抑えた状態で長期間の解析が可能になった。その結果、DAPI染色、H3K9me3, HP1βなどの免疫染色像について、機械学習によって若齢マウスと老齢マウスを判別できることがわかった。また、老齢マウス由来の細胞では、53BP1陽性細胞が増加することが判明し、加齢に伴ってゲノムが不安定化していることが示唆された。
2. 加齢に伴う染色体安定性の解析:低酸素条件下での長時間のライブセルイメージングにより、染色体動態を観察する系を確立した。その結果、マウスの加齢にともなって細胞分裂期の時間には大きな変化は見られなかったが、微小核を有する細胞が増加することが明らかになり、染色体の安定性が低下していることが示唆された。
3. 単一細胞ゲノム解析による染色体不安定性の評価:染色体不安定性の程度の異なるHeLa細胞における、ストレス条件下での遺伝子発現の変化を、RNA-seqによって解析したところ、ストレス条件下では小胞体ストレス応答関連の遺伝子発現が上昇することがわかった。これにより、染色体不安定性によって染色体数が異常になった細胞の生存が可能になっていることが示唆された。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Cdc7 kinase stimulates Aurora B kinase in M-phase2019

    • Author(s)
      Ito Sayuri、Goto Hidemasa、Kuniyasu Kinue、Shindo Mayumi、Yamada Masayuki、Tanaka Kozo、Toh Gaik-Theng、Sawa Masaaki、Inagaki Masaki、Bartek Jiri、Masai Hisao
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 18622-18622

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54738-2

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 細胞分裂期における染色体と微小管の一過性結合の機能的役割とその制御機構2019

    • Author(s)
      池田真教
    • Journal Title

      東北医学雑誌

      Volume: 131 Pages: 88-88

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      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Delayed Chromosome Alignment to the Spindle Equator Increases the Rate of Chromosome Missegregation in Cancer Cell Lines2018

    • Author(s)
      Kuniyasu Kinue、Iemura Kenji、Tanaka Kozo
    • Journal Title

      Biomolecules

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 10-10

    • DOI

      10.3390/biom9010010

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tetraploidy in cancer and its possible link to aging.2018

    • Author(s)
      Tanaka K, Goto H, Nishimura Y, Kasahara K, Mizoguchi A, Inagaki M.
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 109 Issue: 9 Pages: 2632-2640

    • DOI

      10.1111/cas.13717

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] <b>Quantitative analyses of the metaphase-to-anaphase transition reveal differential kinetic regulation for securin and cyclin </b><b>B1 </b>2018

    • Author(s)
      Makoto Konishi, Norihisa Shindo, Masataka Komiya, Kozo Tanaka, Takehiko Itoh, and Toru Hirota
    • Journal Title

      Biomedical Research

      Volume: 39 Issue: 2 Pages: 75-85

    • DOI

      10.2220/biomedres.39.75

    • NAID

      130006708566

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] がん細胞における染色体整列の遅延が染色体分配異常を引き起こす機構2019

    • Author(s)
      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
    • Organizer
      第85回日本生化学会東北支部例会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 体細胞分裂期での染色体分配における動原体サイズの制御とその生物学的意義の解明2019

    • Author(s)
      池田真教、田中耕三
    • Organizer
      第56回日本生化学会北海道支部例会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 染色体不安定性の成因とそのがん化への影響2019

    • Author(s)
      田中耕三
    • Organizer
      第7回がんと代謝研究会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 加齢の細胞文脈におけるがんの発生基盤となる染色体構造および動態の解明2019

    • Author(s)
      田中耕三
    • Organizer
      新学術領域研究「システム癌新次元」平成30年度班会議
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  • [Presentation] 体細胞分裂期での動原体サイズを規定する分子ネットワークの解明2019

    • Author(s)
      池田真教、田中耕三
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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  • [Presentation] Defective chromosome dynamics as a cause of erroneous kinetochore-microtubule attachment and chromosomal instability in cancer2019

    • Author(s)
      Kozo Tanaka
    • Organizer
      Tohoku Forum for Creativity Thematic Program 2019: Cancer -from Biology to Acceptance-
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 染色体不安定性とがん2019

    • Author(s)
      田中耕三
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] Dysregulation of kinetochore structure in cancer cells2019

    • Author(s)
      Masanori Ikeda
    • Organizer
      第14回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elucidation of biological significance of kinetochore size regulation in mitosis2019

    • Author(s)
      Masanori Ikeda, Kozo Tanaka
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加齢に伴う初代線維芽細胞の染色体安定性変化の実態とその分子基盤の解明2019

    • Author(s)
      陳冠, 家村顕自, 田中耕三
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 加齢に伴う初代線維芽細胞の染色体安定性変化の実態とその分子基盤の解明2019

    • Author(s)
      陳冠, 家村顕自, 田中耕三
    • Organizer
      東北大学大学院医学系研究科第13回リトリート大学院生研究発表会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 染色体が速やかに赤道面へ整列することの寄与2019

    • Author(s)
      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
    • Organizer
      第37回染色体ワークショップ・第18回核ダイナミクス研究会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 小胞体ストレス応答経路は染色体不安定性がん細胞のクローン進化に寄与する2019

    • Author(s)
      家村顕自、田中耕三
    • Organizer
      第37回染色体ワークショップ・第18回核ダイナミクス研究会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 分裂期染色体動態による染色体安定性の維持機構2019

    • Author(s)
      家村顕自、田中耕三
    • Organizer
      第1回癌学会若手の会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 体細胞における加齢に伴う染色体安定性の変化の実態とその分子基盤の解明2019

    • Author(s)
      陳冠, 家村顕自, 田中耕三
    • Organizer
      東北大学大学院医学系研究科 第12回リトリート大学院生研究発表会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] がん細胞における染色体不安定性は増殖選択圧を受けた際の増殖優位性獲得に寄与する2019

    • Author(s)
      家村顕自, 田中耕三
    • Organizer
      第36回染色体ワークショップ・第17回核ダイナミクス研究会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 染色体オシレーションによる染色体安定性制御機構2019

    • Author(s)
      田中耕三
    • Organizer
      染色体研究の最前線2019
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A novel machinery for maintenance of faithful chromosome segregation2019

    • Author(s)
      Kenji Iemura, Kozo Tanaka
    • Organizer
      The kick-off symposium of advanced graduate program for future medicine & health care
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] がんにおける染色体不安定性の成因とその影響2019

    • Author(s)
      田中耕三
    • Organizer
      平成30年度「感染・免疫・がん・炎症」シンポジウム
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    • Invited
  • [Presentation] 染色体オシレーション運動は染色体均等分配の堅牢性に寄与する2018

    • Author(s)
      家村顕自, 田中耕三
    • Organizer
      第84回日本生化学会東北支部例会
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  • [Presentation] ビッグデータ時代のがん細胞生物学2018

    • Author(s)
      田中耕三
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      ARLセミナー2018
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    • Invited
  • [Presentation] 染色体動態を介した染色体均等分配の分子機構の解析2018

    • Author(s)
      家村顕自, 田中耕三
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      新学術領域研究「システム癌新次元」平成30年度班会議 若いと思っている人の会
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  • [Presentation] 加齢の細胞文脈におけるがんの発生基盤となる染色体構造および動態の解明2018

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      田中耕三
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      新学術領域研究「システム癌新次元」平成30年度班会議
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  • [Presentation] 分裂期染色体動態による染色体安定性の維持機構2018

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      家村顕自, 田中耕三
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      第90回日本遺伝学会大会
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  • [Presentation] 染色体整列の効率性の低下による高頻度な誤ったキネトコア-微小管結合の形成が染色体安定性を引き起こす2018

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      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
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      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] The role of chromosomal instability in cancer cell proloferation2018

    • Author(s)
      Kenji Iemura, Kozo Tanaka
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      第77回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] Role for efficient chromosome alignment in equal chromosome segregation2018

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      Kinue Kuniyasu, Kenji Iemura, Kozo Tanaka
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      第13回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role for efficient chromosome alignment in equal chromosome segregation2018

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      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
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      第5回加齢研リトリート
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  • [Presentation] 中心体キナーゼAurora Aによる染色体振幅運動は染色体均等分配の堅牢性に寄与する2018

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      家村顕自, 田中耕三
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      第41回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 染色体整列の遅延により染色体不安定性が生じる機構2018

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      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
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      第41回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] Defects in efficient chromosome alignment cause chromosomal instability2018

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      Kinue Kuniyasu, Kenji Iemura, Kozo Tanaka
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      ASCB EMBO 2018 meeting
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  • [Remarks] 東北大学加齢医学研究所

    • URL

      http://www.idac.tohoku.ac.jp/site_ja/

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  • [Remarks] 東北大学加齢医学研究所分子腫瘍学研究分野

    • URL

      http://www2.idac.tohoku.ac.jp/dep/molonc/index.html

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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