Configuration of cell axes for the development of cell authentication system

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K19507
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 大場 雄介 北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: 細胞形態 / 細胞内小器官 / 細胞認証

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、種々の細胞種や細胞の置かれている状態において、各細胞内小器官の配置に関するパラメータを網羅的に取得し、このパラメータをもとに細胞を認証するための「テンプレート」とそれを記述するための「座標軸」を設定することを目的として実施中である。
この目的のため、様々なオルガネラのマーカー分子を構築したところ、一部で目的とするオルガネラ以外に局在するものがあった。特に、エンドソームマーカーとミトコンドリアマーカーでは融合する蛍光タンパク質によりその程度の差が顕著であり、EGFPを融合させた場合は目的とするオルガネラにほぼ局在するのに対し、VenusやSECFPを融合させた際には多くが細胞質に局在した。これら蛍光タンパク質のアミノ酸配列比較から、VenusやSECFP等にはフォールディングを促進する変異が導入されていることが明らかとなった。そこで、フォールディング促進変異が導入されていない黄色蛍光タンパク質enhansced yellow fluorescent protein (EYFP) とmitoを融合させたところ、局在がEGFPと同様になった。以上から、蛍光タンパク質のフォールディング速度とミトコンドリアマーカーの局在とが密接に関わることが明らかとなった。
一般的に、遺伝子導入後の蛍光検出可能な時間が短いため、フォールディングが早い方が望ましい（高性能な蛍光タンパク質）とされているが、オルガネラマーカー作製においてはその限りではないことが明らかとなった。したがって、オルガネラマーカー作製の際には様々な蛍光タンパク質を試し、最適な蛍光タンパク質を選択することが重要であると考えられる。以上は、細胞内小器官の配置を正確に定量するために必須の知見である。これらを用いて細胞認証の「テンプレート」を構築中である。

Research Products

• [Journal Article] A peptide derived from phosphoinositide 3-kinase inhibits endocytosis and influenza virus infection. (2019)
  • Author(s): Yoichiro Fujioka, Aya O. Satoh, Kosui Horiuchi, Mari Fujioka, Kaori Tsutsumi, Junko Sasaki, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Sarad Paudel, Shinya Nishide, Asuka Nanbo, Takehiko Sasaki, Yusuke Ohba
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: in Press Pages: in Press
  • DOI: doi.org/10.1247/csf.19001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Sialylated Voltage-Dependent Ca2+Channel Binds Hemagglutinin and Mediates Influenza A Virus Entry into Mammalian Cells (2018)
  • Author(s): Yoichiro Fujioka, Shinya Nishide, Toyoyuki Ose, Tadaki Suzuki, Izumi Kato, Hideo Fukuhara, Mari Fujioka, Kosui Horiuchi, Aya O. Satoh, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Jing Wang, Mika Horiguchi, Yuko Sato, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Tadaaki Miyazaki, Hideki Hasegawa, Katsumi Maenaka, Yusuke Ohba
  • Journal Title: Cell Host & Microbe Volume: 23 Pages: 809-818.e5
  • DOI: doi.org/10.1016/j.chom.2018.04.015
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The role of transforming growth factor β in cell-to-cell contact-mediated Epstein-Barr virus transmission. (2018)
  • Author(s): A. Nanbo, M. Ohashi, H. Yoshiyama and Y. Ohba.
  • Journal Title: Front Microbiol Volume: 9 Pages: 984
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00984
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Infection of Epstein-Barr virus in type III latency modulates biogenesis of exosomes and the expression profile of exosomal miRNAs in the Burkitt lymphoma Mutu cell lines. (2018)
  • Author(s): A. Nanbo, H. Katano, M. Kataoka, S. Hoshina, T. Sekizuka, M. Kuroda and Y. Ohba.
  • Journal Title: Cancers Volume: 10 Pages: 237
  • DOI: 10.3390/cancers10070237
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Budding of Ebola Virus Particles Requires the Rab11-Dependent Endocytic Recycling Pathway. (2018)
  • Author(s): A. Nanbo and Y. Ohba.
  • Journal Title: J Infect Dis Volume: 218 Pages: S388-S396
  • DOI: 10.1093/infdis/jiy460
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Fluorescence Imaging of membrane dynamics and intracellular signaling (2019)
  • Author(s): Yusuke Ohba
  • Organizer: The 9th Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019) in conjunction with the 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
• [Presentation] A PI3K-derived peptide inhibits clathrin-independent endocytosis and influenza virus infection (2018)
  • Author(s): Yoichiro Fujioka, Aya O Satoh, Kosui Horiuchi, Mari Fujioka, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] Involvement of actin dynamics in the endocytic process revealed by fast-scanning atomic force microscopy (2018)
  • Author(s): Aiko Yoshida, Nobuaki Sakai, Yoshitsugu Uekusa, Shige H Yoshimura, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] The role of an Na,K-ATPase in spatiotemporal regulation of Ras- PI3K signaling and endocytosis (2018)
  • Author(s): Sayaka Kashiwagi, Yoichiro Fujioka, Kosui Horiuchi, Aya O Satoh, Prabha Nepal, Aiko Yoshida, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] A mitochondrial outer membrane protein is involved in the regulation of Ras-PI3K signaling-mediated endocytosis (2018)
  • Author(s): Aya O Satoh, Yoichiro Fujioka, Kosui Horiuchi, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Mari Fujioka, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] Development of FRET-based biosensors for measuring tyrosine kinase activity in living cells (2018)
  • Author(s): Mari Fujioka, Yoichiro Fujioka, Aya O Satoh, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] The Role of tubulin in the regulation of endocytosis mediated by Ras-PI3K signaling (2018)
  • Author(s): Sarad Paudel, Yoichiro Fujioka, Aya O. Satoh, Mari Fujioka, Kosui Horiuchi, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会
• [Presentation] Role of inner mitochondrial membrane proteins in the regulation of endocytosis mediated by Ras-PI3K signaling (2018)
  • Author(s): Prabha Nepal, Yoichiro Fujioka, Aya O. Satoh, Kosui Horiuchi, Sarad Paudel, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Mari Fujioka, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • Organizer: 第70回日本細胞生物学会