Mechanical modulation of transcription with intermediate filament

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02533
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Nakamura Chikashi 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員教授 (40357661)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山岸 彩奈 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (00778293) ; 黒田 裕 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10312240) ; 長崎 晃 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30392640) ; 竹下 大二郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (80613265)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 中間径フィラメント / AFM / ナノニードル / 転写制御

Outline of Final Research Achievements

Nestin, an intermediate filament involved in cancer cell malignancy, has been suggested to bind to actin filaments on under the cell membrane by a tail domain of 170 kDa. In this study, tensile tests of the nestin tail domain using atomic force microscopy revealed that the region has a highly extensible structure with weak force. It has been reported that transcription-related factors that are closely involved in tumor progression bind to the nestin tail domain. Based on this report, we hypothesized that when cancer cells deform during the invasion process, the transcription-related factors are released by extension of the tail domain, thereby modulating the transcription of cancer-related genes.

Free Research Field

ナノ細胞工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

機械刺激を受容するメカノセンサーと呼ばれるタンパク質は、その構造変化がメカノトランスダクションの起点となることで知られる。本研究で明らかとなったネスチンテール領域の機械的特性は、ネスチンによる転写モジュレーション機構の存在を示唆するものであり、細胞骨格そのものであるIFがメカノセンサーたり得ることを示す端緒となる成果である。特に本研究で標的としたネスチンはがん進展と関係することから新たな創薬標的としても期待される。