キネシン分子が制御するシリア形成と中心小体接着の分子機構

• Project Area: Cilium-centrosome system regulating biosignal flows
• Project/Area Number: 25113521
• 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: Hiroshima University
• Principal Investigator: 松浦 伸也 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (90274133)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: シリア

Outline of Annual Research Achievements

紡錘体チェックポイント因子BUBR1が先天的に欠損すると、染色体数の不安定性（CIN）を特徴とするPCS症候群を発症する。PCS症候群は、染色体不安定性に起因する高発がん性を特徴とするが、一次シリアの形成不全による多発性腎嚢胞とDandy-Walker奇形も伴っており、「シリア病」でもあることが明らかとなっている。本研究は、PCS症候群のシリア形成不全のメカニズム解明を目的としている。
PCS症候群患者細胞のシリア形成不全の原因としてPLK1活性の亢進が考えられた。最初に、PCS症候群患者細胞へのPLK1 siRNAを介したノックダウンを行った。その結果、シリア形成が部分的に回復したことから、PLK1はシリア形成を抑制することが示唆された。次に、PLK1の下流で繊毛形成を抑制する分子として、PLK1の基質である微小管脱重合活性をもつキネシンモーター分子KIF2Aに着目した。in vitro kinaseアッセイ法によりKIF2AのPLK1によるリン酸化部位を同定した。変異体解析により、PLK1によるKIF2Aリン酸化がその微小管脱重合活性を亢進させてシリア退縮を誘導することが明らかになった。また、人工ヌクレアーゼTALENsを用いて樹立したKIF2A欠損hTERT-RPE1細胞株では、静止期以外での異常な繊毛形成が引き起こされたことから、KIF2Aは生理的なシリア抑制に必須の分子であることが示された。さらに、抗リン酸化KIF2A抗体を作製して、PCS症候群患者細胞のPLK1によるKIF2Aリン酸化状態を検討したところ、患者細胞では細部周期を通じてKIF2Aリン酸化が亢進していた。これらの結果から、PLK1-KIF2A経路の恒常的な活性化がPCS症候群のシリア形成不全の分子病理機構の1つであることを証明した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The microtubule depolymerizing activity of a mitotic kinesin protein KIF2A drives primary cilia disassembly coupled with cell proliferation (2015)
  • Author(s): Miyamoto T, Hosoba K, Ochiai H, Royba E, Izumi H, Sakuma T, Yamamoto T, Matsuura S
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 10 Issue: 5 Pages: 664-673
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.01.003
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] YAP is essential for tissue tension to ensure vertebrate 3D body shape (2015)
  • Author(s): Sean Porazinski, Huijia Wang, Yoichi Asaoka, Martin Behrndt, Tatsuo Miyamoto, Hitoshi Morita, Shoji Hata et al.
  • Journal Title: Nature Volume: 印刷中 Issue: 7551 Pages: 217-221
  • DOI: 10.1038/nature14215
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 新規一塩基置換導入法による高発癌性遺伝病の原因変異の同定 (2015)
  • Author(s): 落合 博、松浦伸也
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 252 Pages: 153-158
• [Journal Article] PCS（MVA）症候群 (2014)
  • Author(s): 宮本達雄、松浦伸也
  • Journal Title: 別冊日本臨床 新領域別症候群シリーズ Volume: 29 Pages: 411-414
• [Journal Article] Nijgemen（ナイミーヘン）染色体不安定症候群 (2014)
  • Author(s): 松浦伸也
  • Journal Title: 別冊日本臨床 新領域別症候群シリーズ Volume: 29 Pages: 617-620
• [Journal Article] DNA修復障害概論 (2014)
  • Author(s): 宮本達雄、松浦伸也
  • Journal Title: 別冊日本臨床 新領域別症候群シリーズ Volume: 28 Pages: 642-645
• [Journal Article] TALEN-mediated single-base-pair editing identification of an intergenic mutation upstream of BUB1B as causative of PCS (MVA) syndrome. (2014)
  • Author(s): Ochiai H, Miyamoto T, Kanai A, Hosoba K, Sakuma T, Kudo Y, Asami K, Ogawa A, Watanabe A, Kajii T, Yamamoto T, Matsuura S.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 111(4) Issue: 4 Pages: 1461-6
  • DOI: 10.1073/pnas.1317008111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exome sequencing reveals a novel MRE11 mutation in a patient with progressive myoclonic ataxia. (2014)
  • Author(s): Miyamoto R, Morino H, Yoshizawa A, Miyazaki Y, Maruyama H, Murakami N, Fukada K, Izumi Y, Matsuura S, Kaji R, Kawakami H.
  • Journal Title: J Neurol Sci. Volume: 337 Issue: 1-2 Pages: 219-223
  • DOI: 10.1016/j.jns.2013.11.032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Repeating pattern of non-RVD variations in DNA-binding modules enhances TALEN activity. (2013)
  • Author(s): Sakuma T, Ochiai H, Kaneko T, Mashimo T, Tokumasu D, Sakane Y, Suzuki K, Miyamoto T, Sakamoto N, Matsuura S, Yamamoto T
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 3 Issue: 1 Pages: 3379-3379
  • DOI: 10.1038/srep03379
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Constitutive activation of cell proliferation coupled-ciliary disassembly in a spindle assembly checkpoint-deficiency syndrome (2015)
  • Author(s): Miyamoto T, Hosoba K, Ochiai H, Royba E, Matsuura S
  • Organizer: The 5th International symposium of RIRBM, Hiroshima University
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2015-03-02 – 2015-03-03
• [Presentation] Individual difference of radiosensitivity evaluated by semi-automatic cytokinesis-block micronucleus assay (2015)
  • Author(s): Royba E, Akutsu SN, Yanagihara H, Ochiai H, Kudo Y, Tashiro S, Miyamoto T, Matsuura M
  • Organizer: The 5th International symposium of RIRBM, Hiroshima University
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2015-03-02 – 2015-03-03
• [Presentation] NBS1 initiates UV damage tolerance (2015)
  • Author(s): Yanagihara H, Kato A, Matsuura S, Kobayashi J, Komatsu K
  • Organizer: The 30th RBC-NIRS International symposium
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-02-20 – 2015-02-21
  • Invited
• [Presentation] Individual difference of radiosensitivity evaluated by semi-automatic cytokinesis-block micronucleus assay (2015)
  • Author(s): Royba E, Akutsu SN, Yanagihara H, Ochiai H, Kudo Y, Tashiro S, Miyamoto T, Matsuura M
  • Organizer: The 4th International symposium of Phoenix Leader Education Program for Renaissance from Radiation Disaster
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2015-02-14 – 2015-02-15
• [Presentation] Chromosomal analysis in myelodysplastic syndrome and acute myeloid leukemia cell lines through the cytokinesis block micronucleus assay (CBMA) and cytogenetic study (2015)
  • Author(s): Akutsu SN, Royba E, Miyamoto T, Matsuura M
  • Organizer: The 4th International symposium of Phoenix Leader Education Program for Renaissance from Radiation Disaster
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2015-02-14 – 2015-02-15
• [Presentation] 横紋筋肉腫治療終了後、長期寛解を維持している染色分体早期解離（PCS）症候群の姉弟例 (2014)
  • Author(s): 角田治美、沖本由理、種山雄一、古舘和季、岩井潤、東本恭幸、四本克己、菱木知郎、小松秀吾、堀江弘、宮本達雄、松浦伸也
  • Organizer: 第56回日本小児血液・がん学会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2014-11-28 – 2014-11-30
• [Presentation] ヒト紡錘体チェックポイント欠損症における細胞増殖に共役した一次繊毛退縮制御の破綻による繊毛病発症機構 (2014)
  • Author(s): 宮本達雄、細羽康介、落合 博、Ekaterina Royba、佐久間哲史、山本 卓、松浦伸也
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 次世代シーケンサーとゲノム編集法を用いた非コード領域の原因変異の解析 (2014)
  • Author(s): 松浦伸也、宮本達雄、落合 博、浅見恵子、小川 淳、渡辺輝浩、梶井 正、山本 卓
  • Organizer: 第59回日本人類遺伝学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-11-19 – 2014-11-22
  • Invited
• [Presentation] ヒト分裂期チェックポイント欠損症におけるPLK1-KIF2A経路の亢進による繊毛病発症機構 (2014)
  • Author(s): 宮本達雄、細羽康介、落合 博、松浦伸也
  • Organizer: 第57回日本放射線影響学会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2014-10-01 – 2014-10-03
• [Presentation] 紫外線損傷応答における放射線修復因子NBS1の機能とマウスモデルの作製 第57回日本放射線影響学会 (2014)
  • Author(s): 柳原啓見、加藤晃弘、斎藤裕一朗、小林純也、松浦伸也、小松賢志
  • Organizer: 第57回日本放射線影響学会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2014-10-01 – 2014-10-03
• [Presentation] 放射線感受性SNPの定量的評価系構築のためのヒト培養細胞における一塩基編集法の開発 (2014)
  • Author(s): 宮本達雄、落合 博、Ekaterina Royba、Silvia Natsuko Akutsu、松浦伸也
  • Organizer: 第55回原子爆弾後障害研究会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2014-06-01
• [Presentation] Functional evaluation system of single nucleotide polymorphisms linked to radiosensitivity using genomic editing technology (2014)
  • Author(s): Miyamoto T, Ochiai H, Royba R, Matsuura S
  • Organizer: The 4th International symposium of RIRBM, Hiroshima University
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2014-02-13 – 2014-02-14
• [Presentation] Individual difference of radiosensitivity detected by cytokinesis-block micronucleus assay (2014)
  • Author(s): Royba E, Akutsu SN, Miyamoto T, Matsuura M
  • Organizer: The 3rd International symposium of Phoenix Leader Education Program for Renaissance from Radiation Disaster
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2014-02-13 – 2014-02-14
• [Presentation] 分裂期キネシンKIF2Aを介した細胞増殖に共役した繊毛退縮機構 (2013)
  • Author(s): 宮本達雄、細羽康介、落合 博、佐久間哲史、山本 卓、松浦伸也
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2013-12-03 – 2013-12-06
• [Presentation] 人工ヌクレアーゼによる一塩基編集法を利用したPCS (MVA)症候群の遺伝子間領域変異の同定 (2013)
  • Author(s): 松浦伸也、落合 博、宮本達雄、金井昭教、細羽康介、佐久間哲史、浅見恵子、小川 淳、渡辺輝浩、梶井 正、山本 卓
  • Organizer: 第58回日本人類遺伝学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2013-11-20 – 2013-11-23
• [Presentation] Identification of an extragenic mutation of BUB1B gene for PCS (MVA) syndrome and functional analysis using TAL effector nucleases (2013)
  • Author(s): Miyamoto T,Ochiai H, Kanai A, Hosoba K, Kume S, Sakuma T, Kajii T, Yamamoto T, Matsuura S
  • Organizer: The 63rd annual meeting of American Society of Human Genetics
  • Place of Presentation: ボストン, USA
  • Year and Date: 2013-10-22 – 2013-10-24
• [Presentation] 人工ヌクレアーゼを用いたヒト培養細胞での一塩基編集：放射線感受性SNPの評価系構築への試み (2013)
  • Author(s): 宮本達雄、落合 博、金井昭教、久米悟士、佐久間哲史、山本 卓、松浦伸也
  • Organizer: 第56回日本放射線影響学会
  • Place of Presentation: 青森
  • Year and Date: 2013-10-18 – 2013-10-20
• [Presentation] 酸化ストレスによるATMキナーゼの活性制御 (2013)
  • Author(s): 小林純也、藤本浩子、奥井理予、加藤竹雄、Lavin Martin、松浦伸也、小松賢志
  • Organizer: 第56回日本放射線影響学会
  • Place of Presentation: 青森
  • Year and Date: 2013-10-18 – 2013-10-20
• [Presentation] PCS(MVA)症候群の遺伝子外変異の同定と人工ヌクレアーゼを用いた機能解析 (2013)
  • Author(s): 松浦伸也、落合博、宮本達雄、金井昭教、細羽康介、佐久間哲史、野路澄晴、山本卓
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2013-10-03 – 2013-10-05
• [Presentation] 細胞増殖シグナル依存的な一次繊毛抑制過程におけるPLK1-KIF2A経路の役割 (2013)
  • Author(s): 宮本達雄、細羽康介、落合 博、佐久間哲史、山本 卓、松浦伸也
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2013-10-03 – 2013-10-05
• [Presentation] ヒト培養細胞における一塩基編集技術：放射線感受性SNPの定量的評価系確立への試み (2013)
  • Author(s): 宮本達雄、落合 博、久米悟士、佐久間哲史、山本 卓、松浦伸也
  • Organizer: 第38回中国地区放射線影響研究会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2013-07-26
• [Presentation] 細胞増殖に連動した分裂期キネシン分子KIF2Aによる繊毛退縮機構 (2013)
  • Author(s): 宮本達雄、細羽康介、落合 博、松浦伸也
  • Organizer: 第54回原子爆弾後障害研究会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2013-06-02