ＭＡＰキナーゼ・Ｈｉｐｐｏシグナル系による細胞運命決定制御の解明

• Project Area: Molecular mechanisms of cell fate determination in the cells that undergo stepwise differentiation to multiple pathways
• Project/Area Number: 23118510
• 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: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 仁科 博史 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60212122)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000); Fiscal Year 2012: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2011: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 細胞増殖 / 細胞死 / MAPキナーゼ系 / Hippoシグナル系 / Nestin-Cre / HTVi法 / 遺伝子発現 / 器官サイズ

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、以下の成果が得られた。
JNKの活性化因子であるMKK7の遺伝的欠損細胞を用いて、分子時計制御機構の解明を試みた。その結果、MKK7-JNKシグナル経路が1) 分子時計の周期を制御すること、 2) PER2及びBMAL1のリン酸化を誘導すること、3) PER2のユビキチン化を抑制し安定化を誘導すること、さらに4) 既知のPER2分解誘導キナーゼであるCK1とは別のアミノ酸残基のリン酸化を誘導することを見出した。PER2の安定性制御は分子時計の周期制御に重要であることが知られている。本研究はMKK7-JNKシグナル経路がPER2の安定化を介して分子時計の周期を制御することを示唆する。
キナーゼカスケードであるHippoシグナルは、転写共役因子であるYAPをリン酸化することで細胞質に局在化させ、YAP依存的な遺伝子発現誘導を負に制御する。細胞質におけるリン酸化修飾を介したYAPの制御機構は良く理解されている一方で、YAPの核内における制御機構やリン酸化以外の翻訳後修飾による制御については不明な点が多く残されている。核内で生じる新たなYAPの翻訳後修飾の同定を目的として、生化学的なスクリーニング解析を行った。その結果、1) YAPの核内移行を誘導する刺激を同定し、2) 核内に移行したYAPがアセチル化酵素であるCBP/p300によってアセチル化されること、3) YAPのC末端の2ヶ所のリジンがアセチル化部位であること、4) これらの部位のアセチル化は脱アセチル化酵素であるSIRT1によって脱アセチル化されること、5) アセチル化によりYAPの転写活性化能が抑制されること、6) YAPのアセチル化は細胞生存能を制御していることを見出した。核内における新たなYAPの制御機構として、アセチル化サイクルの存在を初めて明らかにした

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A novel acetylation cycle of transcription co-activator Yes-associated protein that is downstream of Hippo pathway is triggered in response to SN2 alkylating agents. (2012)
  • Author(s): Hata S.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 287 Issue: 26 Pages: 22089-22098
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.334714
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of the stress kinase mitogen-activated protein kinase kinase 7 in the regulation of the mammalian circadian clock (2012)
  • Author(s): Yoshimi Uchida, et.al.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 287 Issue: 11 Pages: 8318-8326
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.308908
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cancer susceptibility and embryonic lethality in Mobla/lb double-mutant mice. (2012)
  • Author(s): Nishio M.
  • Journal Title: J Clin Invest. Volume: 122 Issue: 12 Pages: 4505-4518
  • DOI: 10.1172/jci63735
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] hDlk-1: A cell surface marker common to normal hepatic stem/progenitor cells and carcinomas (2012)
  • Author(s): Hiroshi Nishina
  • Journal Title: J. Biochem. Volume: 152 Issue: 2 Pages: 121-123
  • DOI: 10.1093/jb/mvs069
  • NAID: 10031166120
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prospective isolation and characterization of bi-potent progenitor cells in early mouse liver development (2011)
  • Author(s): Okada K, Kamiya A, Ito K, Yanagida A, Ito H, Kondou H, Nishina H, Nakauchi H
  • Journal Title: Cells Dev Volume: (Epub ahead of print) Issue: 7 Pages: 1124-33
  • DOI: 10.1089/scd.2011.0229
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging mass spectrometry reveals characteristic changes in triglyceride and phospholipid species in regenerating mouse liver (2011)
  • Author(s): Miyamura N, Nakamura T, Goto-Inoue N, Zaima N, Hayasaka T, Yamasaki T, Terai S, Sakaida I, Setou M, Nishina H
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 408 Issue: 1 Pages: 120-125
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2011.03.133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diphenyleneiodonium Chloride, an Inhibitor of Reduced Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate Oxidase, Suppresses Light-Dependent Induction of Clock and DNA Repair Genes in Zebrafish (2011)
  • Author(s): Osaki Tomomi, et al
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 34 Issue: 8 Pages: 1343-1347
  • DOI: 10.1248/bpb.34.1343
  • NAID: 130000936611
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RASSF7 negatively regulates pro-apoptotic JNK signaling by inhibiting the activity of phosphorylated-MKK7 (2011)
  • Author(s): Takahashi, S., Ebihara, A., Kajiho, H., Kontani, K., Nishina, H., and Katada, T.
  • Journal Title: Cell Death Differ Volume: 18 Issue: 4 Pages: 645-655
  • DOI: 10.1038/cdd.2010.137
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RhoA activation participates in rearrangement of processing bodies and release of nucleated AU-rich mRNAs (2011)
  • Author(s): Takahashi, S., Sakurai, K., Ebihara, A., Kajiho, H., Saito, K., Kontani, K., Nishina, H., and Katada, T.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 39 Issue: 8 Pages: 3446-3457
  • DOI: 10.1093/nar/gkq1302
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autotaxin regulates vascular development via multiple lysophosphatidic acid(LPA)receptors in zebrafish (2011)
  • Author(s): Yukiura H, Hama K, Nakanaga K, Tanaka M, Asaoka Y, Okudaira S, Arima N, Inoue A, Hashimoto T, Arai H, Kawahara A, Nishina H, Aoki J
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 286 Issue: 51 Pages: 43972-43983
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.301093
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TNFR1 mediated signaing is important to induce the improvement of liver fibrosis by bone marrow cell infusion (2011)
  • Author(s): Takuro Hisanaga, et al
  • Journal Title: Cell Tissue Res. Volume: 346 Issue: 1 Pages: 79-88
  • DOI: 10.1007/s00441-011-1236-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Telmisartan improved nonalcoholic steatohepatitis in medaka (Oryzias latipes) by reducing macrophage infiltration and fat accumulation (2011)
  • Author(s): Shinya Kuwashiro, et al
  • Journal Title: Cell Tissue Res. Volume: 344 Issue: 1 Pages: 125-134
  • DOI: 10.1007/s00441-011-1132-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mammalian Hippo pathway : from development to cancer and beyond (2011)
  • Author(s): Bao Y, et al.
  • Journal Title: Journal of Biochemistry Volume: 149 Issue: 4 Pages: 361-379
  • DOI: 10.1093/jb/mvr021
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ストレス応答性リン酸化酵素による概日リズム制御 (2012)
  • Author(s): 平山順
  • Organizer: 第19回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] ストレス応答性MAPキナーゼシグナル伝達系のゼブラフィッシュ初期胚における役割の解明 (2012)
  • Author(s): 浅岡洋一
  • Organizer: 第34回日本比較生理生化学会
  • Place of Presentation: 葉山
  • Year and Date: 2012-07-06
• [Presentation] がん遺伝子産物YAPの新規翻訳後修飾アセチル化の同定 (2012)
  • Author(s): 畠星治
  • Organizer: 第19回肝細胞研究会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2012-06-28
• [Presentation] がん遺伝子産物YAPによる細胞競合および肝がん誘導系の確立 (2012)
  • Author(s): 宮村憲央
  • Organizer: 第19回肝細胞研究会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2012-06-28
• [Presentation] 質量顕微鏡法 (2012)
  • Author(s): 仁科博史
  • Organizer: 第55回日本腎臓学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-06-01
• [Presentation] Recent Advances of Hippo and RASSF Signaling Pathways that Regulates Cell Fate (2011)
  • Author(s): 仁科博史
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Presentation] Imaging mass spectrometry reveals characteristic changes in triglyceride and phospholipid species in regenerating mouse liver (2011)
  • Author(s): Hiroshi Nishina
  • Organizer: Liver Down Under 2011
  • Place of Presentation: Perth, Australia
  • Year and Date: 2011-11-29
• [Presentation] RASSF familyによるストレス応答性JNKシグナルの制御 (2011)
  • Author(s): 仁科博史
  • Organizer: 第84回日本生化学大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] RASSF7 functions as an anti-apoptotic regulator of JNK signaling by in hibiting phosphorylated MKK7 activity (2011)
  • Author(s): Hiroshi Nishina
  • Organizer: 2nd RASSF Symposium
  • Place of Presentation: Oxford, UK
  • Year and Date: 2011-07-16
• [Presentation] 小型魚類を用いた肝臓研究 (2011)
  • Author(s): 仁科博史
  • Organizer: 第1回医学・創薬に向けた小型魚類モデル利用推進ネットワーク
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2011-06-28
• [Book] Hippo pathway癌・細胞死・再生の新たな鍵を握る器官サイズ制御シグナル (2011)
  • Author(s): 畑裕/仁科博史監修
  • Total Pages: 106
  • Publisher: 秀潤社
• [Remarks]
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/dbio/index.html