Use of genome-wide RNAi screening to identify modes of action of bioactive compounds

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K12759
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 松本 健 国立研究開発法人理化学研究所, 吉田化学遺伝学研究室, 専任研究員 (60222311)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 標的同定 / shRNAスクリーニング

Outline of Annual Research Achievements

細胞増殖を抑制する化合物が、どのようなメカニズムで作用しているのかを明らかにすることは、創薬研究に大いに役立つのみならず、生体高分子の細胞内機能を知る上でも重要である。動物培養細胞での網羅的shRNAライブラリースクリーニングは、化合物の直接の分子標的だけでなく、細胞の化合物への感受性に関わる遺伝子群を同定することができる。今年度は、昨年度に行ったshRNAライブラリースクリーニングで得られた候補遺伝子の解析を進めた。また、新たに標的既知化合物の感受性に関わる遺伝子同定を目指したshRNAライブラリースクリーニング、がん細胞株の増殖に必須な遺伝子の同定を目指したshRNAライブラリースクリーニングを行った。
スクリーニングの際はshRNA同定のために、PCRアンプリコンの次世代シークエンスを行うが、サンプル毎に異なるインデックス配列をPCRプライマーに付加することによって複数サンプルの同時シークエンスが可能となった。この方法を用いて、海洋天然物オーリライド Bなどの化合物の感受性に関わる遺伝子同定を目指したスクリーニングを行なった。その結果、Na+/K+ ATPaseの触媒サブユニットの遺伝子をノックダウンすると、オーリライド Bへの感受性が顕著に高まることがわかった。さらにNa+/K+ ATPase阻害剤であるウアバインとオーリライド Bを併用することによりアポトーシスが亢進したことから、Na+/K+ ATPaseの触媒サブユニットが、細胞のオーリライド Bへの感受性を決定する因子であることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] A quantitative shRNA screen identifies ATP1A1 as a gene that regulates cytotoxicity by aurilide B. (2017)
  • Author(s): Takase, S., Kurokawa, R., Arai, D., Kanto, K. K., Okino, T., Nakao, Y., Kushiro, T., Yoshida, M., and Matsumoto, K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] YBX1 gene silencing inhibits migratory and invasive potential via CORO1C in breast cancer in vitro (2017)
  • Author(s): Lim, J. P., Shyamasundar, S., Gunaratne, J., Scully, O. J., Matsumoto, K., and Bay, B.-H.
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: 17 Pages: 201
  • DOI: 10.1186/s12885-017-3187-7.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] PRAS40 deregulates apoptosis in Ewing sarcoma family tumors by enhancing the insulin receptor/Akt and mTOR signaling pathways. (2016)
  • Author(s): Lv, D., Liu, J., Guo, L., Wu, D., Matsumoto, K., and Huang, L.
  • Journal Title: American Journal of Cancer Research Volume: 6 Pages: 486-497
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 網羅的shRNAスクリーニングによる海洋天然物aurilide Bの作用に関わる遺伝子の同定 (2017)
  • Author(s): 高瀬翔平、黒川留美、新井大祐、中尾洋一、久城哲夫、吉田 稔、松本 健
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-24 – 2017-03-27
• [Presentation] shRNAスクリーニング法の改良による化合物の標的経路の同定の効率化 (2017)
  • Author(s): 高瀬翔平、黒川留美、新井大祐、中尾洋一、久城哲夫、松本 健、吉田 稔
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [Remarks] 研究者ホームページ
  • URL: http://www.riken.jp/matsumok/index.html