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2021 Fiscal Year Annual Research Report

内在性レトロウイルスを摂動とする遺伝子発現および腫瘍病態の変容メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 19J01713
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

伊東 潤平  東京大学, 医科学研究所, 特任助教

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Keywordsがん / 遺伝子発現制御ネットワーク / トランスポゾン
Outline of Annual Research Achievements

ヒト内在性レトロウイルス (HERV) はゲノムに存在するジャンクDNAの一種である。HERVの一部はエンハンサーとして働き、近傍に存在する遺伝子の発現に様々な影響を与える。HERVのエンハンサー活性は、一部のがん細胞において特に活性化していることが知られている。腫瘍において多数のHERVが一度に活性化すると、HERV近傍に存在する多数の遺伝子の発現が変化し、腫瘍の形質が大きく変化する可能性があるが、この可能性は検証されていなかった。
本研究では、TCGAの提供する12種類のがんの腫瘍マルチオミクスデータ (5,470人分) を解析することで、腫瘍におけるHERVの活性化が遺伝子発現および形質に与える影響を解析した。その結果、一部の患者の腫瘍において多数のHERVが協調的に活性化していること、さらに、活性化したHERVはエンハンサーとして働くことでKRAB zinc-finger protein (KZFP) ファミリー遺伝子の発現を誘導することが明らかとなった。KZFPは強力な抑制性転写因子であるため、腫瘍におけるKZFPの発現上昇は様々な遺伝子の発現を変化させ、腫瘍の形質を変化させる可能性がある。そこで、がん細胞におけるKZFPの機能を、培養細胞を用いた実験により検証したところ、KZFPの発現上昇はがんの進行に関わる様々な遺伝子の発現を低下させ、がん細胞の増殖および浸潤を抑制することが明らかとなった。さらに、腫瘍におけるHERVおよびKZFPの活性化状態とがん患者の病態の関連を解析したところ、HERVおよびKZFPの活性が高い患者ほど良好な病態を示すことが分かった。本研究の結果から、腫瘍におけるHERVの活性化は、KZFPの発現を誘導することで、腫瘍の進行に対し抑制的に働くことが示唆された。本研究成果は、米国科学雑誌「Science Advances」から出版された。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 7 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Attenuated fusogenicity and pathogenicity of SARS-CoV-2 Omicron variant2022

    • Author(s)
      Suzuki Rigel、Yamasoba Daichi、Kimura Izumi、Wang Lei、Kishimoto Mai、Ito Jumpei、et al.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 603 Pages: 700~705

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04462-1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enhanced fusogenicity and pathogenicity of SARS-CoV-2 Delta P681R mutation2021

    • Author(s)
      Saito Akatsuki、Irie Takashi、Suzuki Rigel、Maemura Tadashi、Nasser Hesham、Uriu Keiya、Kosugi Yusuke、Shirakawa Kotaro、Sadamasu Kenji、Kimura Izumi、Ito Jumpei、et al.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 602 Pages: 300~306

    • DOI

      10.1038/s41586-021-04266-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Clonality of HIV-1 and HTLV-1 Infected Cells in Naturally Coinfected Individuals2021

    • Author(s)
      Katsuya Hiroo、Cook Lucy B M、Rowan Aileen G、Melamed Anat、Turpin Jocelyn、Ito Jumpei、Islam Saiful、Miyazato Paola、Jek Yang Tan Benjy、Matsuo Misaki、Miyakawa Toshikazu、Nakata Hirotomo、Matsushita Shuzo、Taylor Graham P、Bangham Charles R M、Kimura Shinya、Satou Yorifumi
    • Journal Title

      The Journal of Infectious Diseases

      Volume: 225 Pages: 317~326

    • DOI

      10.1093/infdis/jiab202

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Elucidation of the Complicated Scenario of Primate APOBEC3 Gene Evolution2021

    • Author(s)
      Uriu Keiya、Kosugi Yusuke、Suzuki Narumi、Ito Jumpei、Sato Kei
    • Journal Title

      Journal of Virology

      Volume: 95 Pages: -

    • DOI

      10.1128/JVI.00144-21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comprehensive discovery of CRISPR-targeted terminally redundant sequences in the human gut metagenome: Viruses, plasmids, and more2021

    • Author(s)
      Sugimoto Ryota、Nishimura Luca、Nguyen Phuong Thanh、Ito Jumpei、Parrish Nicholas F.、Mori Hiroshi、Kurokawa Ken、Nakaoka Hirofumi、Inoue Ituro
    • Journal Title

      PLOS Computational Biology

      Volume: 17 Pages: e1009428

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1009428

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] SARS-CoV-2 spike L452R variant evades cellular immunity and increases infectivity2021

    • Author(s)
      Motozono Chihiro、Toyoda Mako、Zahradnik Jiri、Saito Akatsuki、Nasser Hesham、Tan Toong Seng、Ngare Isaac、Kimura Izumi、Uriu Keiya、Kosugi Yusuke、Yue Yuan、Shimizu Ryo、Ito Jumpei、et. al.
    • Journal Title

      Cell Host & Microbe

      Volume: 29 Pages: 1124~1136.e11

    • DOI

      10.1016/j.chom.2021.06.006

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comprehensive Investigation on the Interplay between Feline APOBEC3Z3 Proteins and Feline Immunodeficiency Virus Vif Proteins2021

    • Author(s)
      Kosugi Yusuke、Uriu Keiya、Suzuki Narumi、Yamamoto Keisuke、Nagaoka Shumpei、Kimura Izumi、Konno Yoriyuki、Aso Hirofumi、Willett Brian J.、Kobayashi Tomoko、Koyanagi Yoshio、Ueda Mahoko Takahashi、Ito Jumpei、Sato Kei
    • Journal Title

      Journal of Virology

      Volume: 95 Pages: -

    • DOI

      10.1128/JVI.00178-21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Virus-like insertions with sequence signatures similar to those of endogenous nonretroviral RNA viruses in the human genome2021

    • Author(s)
      Kojima Shohei、Yoshikawa Kohei、Ito Jumpei、Nakagawa So、Parrish Nicholas F.、Horie Masayuki、Kawano Shuichi、Tomonaga Keizo
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Pages: -

    • DOI

      10.1073/pnas.2010758118

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An additional NF-κB site allows HIV-1 subtype C to evade restriction by nuclear PYHIN proteins2021

    • Author(s)
      Bosso Matteo、Sturzel Christina M.、Kmiec Dorota、Badarinarayan Smitha Srinivasachar、Braun Elisabeth、Ito Jumpei、Sato Kei、Hahn Beatrice H.、Sparrer Konstantin M.J.、Sauter Daniel、Kirchhoff Frank
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 36 Pages: 109735~109735

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109735

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Direct Evidence of Abortive Lytic Infection-Mediated Establishment of Epstein-Barr Virus Latency During B-Cell Infection2021

    • Author(s)
      Inagaki Tomoki、Sato Yoshitaka、Ito Jumpei、Takaki Mitsuaki、Okuno Yusuke、Yaguchi Masahiro、Masud H. M. Abdullah Al、Watanabe Takahiro、Sato Kei、Iwami Shingo、Murata Takayuki、Kimura Hiroshi
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.575255

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] トランスポゾンと多重遺伝子ファミリーの進化生態学2021

    • Author(s)
      伊東潤平、佐藤佳
    • Organizer
      日本遺伝学会第93回大会
  • [Presentation] Coevolutionary dynamics of multigene families and transposable elements in vertebrates2021

    • Author(s)
      Jumpei Ito, Kei Sato
    • Organizer
      5th Uppsala Transposon Symposium
  • [Presentation] 多重遺伝子ファミリーとトランスポゾンの進化生態学2021

    • Author(s)
      伊東潤平, 佐藤佳
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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