ポストゲノム解析による感染体ー宿主ネットワーク

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Molecular basis of host cell competency in virus infection
• Project/Area Number: 24115007
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 夏目 徹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 研究センター長 (00357683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊庭 英夫 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60111449)
• Project Period (FY): 2012-06-28 – 2017-03-31
• Keywords: プロテオミクス / 新生タンパク質 / 質量分析 / ウイルス複製 / miRNA / ゴルジ装置 / 遺伝子制御ネットワーク / HSV-1

Outline of Annual Research Achievements

夏目チームの目的は、プロテオミクス技術を用い、ウイルス感染をタンパク質レベルで包括的に理解することである。本年度は、新生タンパク質定量解技術を用い、(1)東京大学・川口チームと共同で、HSV-1ウイルス感染後、経時的に新生タンパク質の定量を行った。その結果、HSV-1ウイルス感染により発現が増加する既知宿主タンパク質に加え、発現が増加する複数の新規宿主タンパク質の同定に成功した。また、ウイルスゲノム由来と考えられる複数の新規タンパク質の同定にも成功した。さらに、(2)東京大学・伊庭チームと共同でmiR-199（ウイルス複製の制御に関わるmiRNA）の強制発現により発現が低下するタンパク質の探索を行い、複数のタンパク質の同定に成功した。(3)筑波大学・永田チームと共同で同定したインフルエンザウイルスNS1タンパク質結合タンパク質PCID2及びLENG8について、複数のリコンビナント欠損変異タンパク質を用いNS1タンパク質との結合様式の詳細を明らかにした。
伊庭チームの目的は、広範なウイルスに対する宿主コンピデンシー抑制活性をもつmiR-199-3pに注目して、その抑制活性の分子機構を探る点にある。本年度は、miR-199a-5p/-3pの強制発現による、HSV-1ウイルス粒子形成阻害の分子メカニズムの解明を行った。その結果、miR-199a-5p/-3pの強制発現は、HSV-1遺伝子の発現の速度や発現量には影響せずに、HSV-1のsecondary envelopment を著しく抑制すること、さらに、secondary envelopment の抑制はmiR-199a-5pと-3p がARHGAP21（ゴルジ装置に局在するCdc42 特異的な GAP）の発現抑制を介しゴルジ体の成熟を阻害することにより引き起こされていることを明らかとした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度の夏目チームの目標は、夏目チームにおいて開発した「新生タンパク質の定量解析技術」のウイルス研究における有用性を示すことであり、新生タンパク質の定量解析により、新規のHSV-1ウイルスタンパク質候補およびHSV-1ウイルスの感染により発現が変化する新規タンパク質の同定にも成功、また、miR-199の標的となりうる複数の因子の同定にも成功していることから、当初の目標を十分に達成できていると考えられる。
（理由）平成27年度の伊庭チームの目標は、miR-199a-3pがもつウイルス複製抑制活性の分子メカニズムを明らかとすることであり、HSV-1を使用してmiR-199a-3pがもつウイルス複製抑制活性の作用点が、secondary envelopment にあること、さらにここに関与するmiR-199aの重要な標的が、ARHGAP21であることを突き止めたことから、当初の目標を十分に達成できていると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

夏目チームにおいては引き続き、新生タンパク質の定量解析を用い、HSV-1等のウイルス感染、個別のウイルスタンパク質強制発現など、様々な状況でのウイルスタンパク質及び、宿主タンパク質の発現量変動についての網羅的な解析を行う。また、共同研究を行っているチームと共同で、これまでに発現変動が観察されたタンパク質について、意義の解析を行う。特に、新規のHSV-1ウイルスタンパク質候補については重点的に解析を行い、ウイルス感染における新規タンパク質の重要性の確認及び、新規タンパク質の結合タンパク質の同定実験により、その分子機能の解明を目指す。インフルエンザウイルスNS1結合タンパク質であるPCID2, LENG8については、前年度までに作成した欠損変異体を用い、ウイルス増殖に与える影響を確認する実験を行う。さらに、これまでに得られた詳細な結合様式情報と統合することで、PCID2, LENG8タンパク質がインフルエンザウイルス増殖を制御する分子メカニズの解明を目指す。以上のように、「感染コンピテンシ」班員との共同研究を通じプオテオミクス技術支援及び解析を行うことにより、「感染コンピテンシ」班全体に貢献する。伊庭チームにおいては、前年度までに示してきた、miR-199a/Brm/EGR axisが、形成する制御ネットワークと、本年度見い出した新たなmiR-199aの標的を統合して、miR-199aの幅広いウイルスに対する制御機構の全体像の把握に努めたい。また研究分担者がもつ特定のmiRNAの阻害剤、TuD/S-TuDと、研究代表者がもつ網羅的なproteome解析を結びつけ、より高い精度でmiRNAの標的をタンパク質レベルで定量していくことについてもさらに推進したい。

Research Products

• [Journal Article] The C-terminal cytoplasmic tail of hedgehog receptor Patched1 is a platform for E3 ubiquitin ligase complexes. (2016)
  • Author(s): Yamaki Y, Kagawa H, Hatta T, Natsume T, Kawahara H.
  • Journal Title: Mol Cell Biochem Volume: 414(1-2) Pages: 1-12.
  • DOI: 10.1007/s11010-015-2643-4.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dynamics and plasticity of epithelial to mesenchymal transition induced by miR-200 family inhibition. (2016)
  • Author(s): Takeshi Haraguchi, Masayuki Kondo, Ryo Uchikawa, Kazuyoshi Kobayashi, Hiroaki Hiramatsu, Kyousuke Kobayashi, Ung Weng Chit, Takanobu Shimizu & Hideo Iba
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: :21117
  • DOI: 10.1038/srep21117.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chaperone complex BAG2-HSC70 regulates localization of Caenorhabditis elegans leucine-rich repeat kinase LRK-1 to the Golgi (2016)
  • Author(s): Fukuzono T, Pastuhov SI, Fukushima O1, Li C, Hattori A, Iemura SI, Natsume T, Shibuya H, Hanafusa H, Matsumoto K, Hisamoto N.
  • Journal Title: Genes Cells． Volume: 21(4) Pages: 311-24.
  • DOI: 10.1111/gtc.12338.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The miR-199a/Brm/EGR1 axis is a determinant of anchorage-independent growth in epithelial tumor cell lines. (2015)
  • Author(s): Kobayashi, K., Sakurai, K., Hiramatsu, H., Inada, K., Shiogama, K., Nakamura, S., Suemasa, F., Kobayashi, K., Imoto, S., Haraguchi, T., Ito, H., Ishizaka, A., Tsutsumi, Y., & Iba H.
  • Journal Title: Scientific Reports, Volume: 5 Pages: :8428
  • DOI: 10.1038/srep08428.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Post-transcriptional Stabilization of Ucp1 mRNA Protects Mice from Diet-Induced Obesity. (2015)
  • Author(s): Takahashi A, Adachi S, Morita M, Tokumasu M, Natsume T, Suzuki T, Yamamoto T.
  • Journal Title: Cell Rep Volume: 13（12） Pages: 2756-67
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.11.056.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The subcellular localization and activity of cortactin is regulated by acetylation and interaction with Keap1. (2015)
  • Author(s): Ito A, Shimazu T, Maeda S, Shah AA, Tsunoda T, Iemura S, Natsume T, Suzuki T, Motohashi H, Yamamoto M, Yoshida M．
  • Journal Title: Sci Signal Volume: 8（404） Pages: ：ra120
  • DOI: 10.1126/scisignal.aad0667.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pre-emptive Quality Control Protects the ER from Protein Overload via the Proximity of ERAD Components and SRP (2015)
  • Author(s): Hisae Kadowaki, Atsushi Nagai, Takeshi Maruyama, Yasunari Takami, Pasjan Satrimafitrah, Hironori Kato, Arata Honda, Tomohisa Hatta, Tohru Natsume, Takashi Sato, Hirofumi Kai, Hidenori Ichijo, Hideki Nishitoh．
  • Journal Title: Cell Rep Volume: 13（5） Pages: 944-56.
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.09.047.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CNOT3 suppression promotes necroptosis by stabilizing mRNAs for cell death-inducing proteins. (2015)
  • Author(s): Suzuki T, Kikuguchi C, Sharma S, Sasaki T, Tokumasu M, Adachi S, Natsume T, Kanegae Y, Yamamoto T
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 5 Pages: ：14779
  • DOI: 10.1038/srep14779.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CNOT3 contributes to early B cell development by controlling Igh rearrangement and p53 mRNA stability. (2015)
  • Author(s): Inoue T, Morita M, Hijikata A, Fukuda-Yuzawa Y, Adachi S, Isono K, Ikawa T, Kawamoto H, Koseki H, Natsume T, Fukao T, Ohara O, Yamamoto T, Kurosaki T
  • Journal Title: Journal of Experimental Medicine Volume: 212（9） Pages: ：1465-79
  • DOI: 10.1084/jem.20150384.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TBL2 Associates With ATF4 mRNA Via Its WD40 Domain and Regulates Its Translation During ER Stress. (2015)
  • Author(s): Tsukumo Y, Tsukahara S, Furuno A, Iemura SI, Natsume T, Tomida A
  • Journal Title: Journal of Cellular Biochemistry Volume: 117(2): Pages: 500-9.
  • DOI: 10.1002/jcb.25301.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CACUL1/CAC1 Regulates the Antioxidant Response by Stabilizing Nrf2. (2015)
  • Author(s): Kigoshi Y, Fukuda T, Endo T, Hayasaka N, Iemura S, Natsume T, Tsuruta F, Chiba T
  • Journal Title: SCIENTIFIC REPORTS Volume: 5 Pages: ：12857
  • DOI: 10.1038/srep12857.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The endoplasmic reticulum-localized protein TBL2 interacts with the 60S ribosomal subunit. (2015)
  • Author(s): Tsukumo Y, Tsukahara S, Furuno A, Iemura S, Natsume T, Tomida A
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 10；462（4） Pages: ：383-8
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.04.144.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nedd4-induced monoubiquitination of IRS-2 enhances IGF signalling and mitogenic activity. (2015)
  • Author(s): Fukushima T, Yoshihara H, Furuta H, Kamei H, Hakuno F, Luan J, Duan C, Saeki Y, Tanaka K, Iemura S, Natsume T, Chida K, Nakatsu Y,Kamata H, Asano T, Takahashi S
  • Journal Title: Nat Commun (2015 Apr) Volume: 16;6 Pages: :6780.
  • DOI: 10.1038/ncomms7780.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] SWI/SNF複合体とNF-κBを連結するアダプタータンパク質の機能阻害によるがんの抑制, (2015)
  • Author(s): 中村 真也, 小林 和善, 平松 寛明, 小林 郷介, 伊庭 英夫:
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会合同大会,（ポスター）
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（神戸）
  • Year and Date: 2015-12-03
• [Presentation] ドラッグ・リポジショニングのための分子プロファイリング (2015)
  • Author(s): 夏目徹
  • Organizer: BMB2015 （ワークショップ座長講演）
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（神戸）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] The role of SWI/SNF chromatin remodeling complex in maintenance of stemness in glioma stem cells (グリオーマ幹細胞の幹細胞性の維持におけるSWI/SNFクロマチン構造変換複合体の役割) (2015)
  • Author(s): 平松寛明、小林和善、小林郷介、原口健、稲生靖、藤堂具紀、伊庭英夫
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会（ポスター）
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（神戸）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] Host miRNAs behave like “invisible hands” that shape cellular specificity and guard its integrity. “Prof. Akio Nomoto Memorial Symposium” (2015)
  • Author(s): Iba, H., Kobayashi, K., and Haraguchi, T.
  • Organizer: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
  • Year and Date: 2015-11-22
  • Invited
• [Presentation] Host miRNAs with anti-viral potential against multiple viruses (2015)
  • Author(s): Iba, H., Kobayashi, K., Kobayashi, K., and Haraguchi, T.
  • Organizer: 第13回都医学研国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京都医学総合研究所（東京）
  • Year and Date: 2015-11-20
  • Invited
• [Presentation] Suppression of tumorigenicity of a triple-negative breast cancer cell line by simultaneous inhibition of two miRNAs （2種のmiRNA阻害による乳癌幹細胞の造腫瘍能の抑制） (2015)
  • Author(s): Haraguchi, T., Kondo, M., Iba, H.
  • Organizer: 第74回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（名古屋）
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] Suppression of adaptor proteins linking the SWI/SNF complex with NF-κB dimers efficiently suppresses cancer development. （SWI/SNFクロマチン構造変換因子とNF-κBを結ぶアダプター因子の抑制は抗腫瘍効果を示す） (2015)
  • Author(s): Kobayashi, K., Hiramatsu, H., Iba, H.
  • Organizer: 第74回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（名古屋）
  • Year and Date: 2015-10-09
• [Presentation] Dynamics of epithelial-mesenchymal transition induced by miR-200 family inhibition. （miR-200ファミリーの阻害で誘導される上皮間充織転換の動態解析） (2015)
  • Author(s): Iba, H., Kobayashi, K., Hiramatsu, H., Sakurai, K., Inada, K., Tsutsumi, Y., Haraguchi, T.
  • Organizer: 第74回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（名古屋）
  • Year and Date: 2015-10-08
• [Presentation] インターオミックスー転写・翻訳・分解全てを俯瞰するハイスループット解析から展開する創薬・診断 (2015)
  • Author(s): 夏目徹
  • Organizer: 日本プロテオーム学会2015年会
  • Place of Presentation: くまもと森都心プラザ（熊本）
  • Year and Date: 2015-07-23
• [Presentation] 分子プロファイリングから展開する創薬加速， (2015)
  • Author(s): 夏目徹
  • Organizer: 第362回CBI学会講演会
  • Place of Presentation: 東京大学山上会館（東京）
  • Year and Date: 2015-05-28
  • Invited