2021 Fiscal Year Annual Research Report
エレノアの液滴形成による転写活性化と乳がん再発における役割解明
Project/Area Number |
20H03520
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Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
Principal Investigator |
斉藤 典子 公益財団法人がん研究会, がん研究所 がん生物部, 部長 (40398235)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | ノンコーディングRNA / 液滴 / 液-液相分離 / 乳がん / エストロゲン受容体 |
Outline of Annual Research Achievements |
細胞核内には生体膜に囲まれない凝集体が数多く存在し、これらの多くは液-液相分離によって形成される液滴であると示唆されている。液相分離は、溶液の相転移現象の1つで、均一な溶液が濃度や温度などの変化によって相溶性が変化して、一相から二相状態になることをいう。液相分離で形成される液滴は、特定の立体構造をもたないタンパク質とRNAがアフィニティーは低いが多点で相互作用し、高い密度と流動性を付与するなど、今までに知られている分子間相互作用のみでは説明不可能な「状態変化」を表すものである。 乳がんの70%はエストロゲン受容体(ER)を発現するER陽性型で、エストロゲンを枯渇する内分泌療法が効果的である。しかし、長期治療後に高い頻度で再発することが問題である。再発ER陽性乳がん細胞においては、タンパク質をコードしない長鎖ノンコーディングRNAエレノアが高発現し、核内でエレノアクラウドと称する構造体を形成して、がんの増殖に関わる遺伝子群を活性化する。エレノアクラウドは、エレノアRNAとそれに相互作用するタンパク質が液-液相分離という物理現象をおこした結果の「液滴構造」であると示唆されるが詳細は不明で、本研究で解明に取り組む。エレノアクラウドの液滴としての特徴と機能を解析し、既知の分子相互作用だけでは説明がつかない、「液滴形成を介した効率的な転写活性化」の分子メカニズムを乳がんで明らかにすることを目的とする。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1)エレノアクラウドの形成と機能の解明 本研究では既に、ヒトER陽性乳がん細胞株MCF7を長期にわたってエストロゲン枯渇下で培養し、エストロゲン非依存性に増殖する、すなわち内分泌療法抵抗性獲得再発乳がんを再現するMCF7-LTED細胞を樹立している。しかしMCF7の核型の複雑性が今後のSeq解析の解釈を困難にするため、より正常な核型をもつER陽性乳がん細胞由来のHCC1642細胞を用いて同様にLTED細胞を樹立した。これらを用いてRNAのゲノム相互作用をグローバルに解析するために、ChIRP (chromatin isolation by RNA purification) -SeqとRADICLE (RNA And DNA Interacting Complexes Ligated and sequenced)-Seq解析を試みた。ChIRP解析においては、コントロール実験として、無関係な配列(LacZ)を標的にしたプローブを使った。また、細胞をRNase処理した実験をコントロール実験として設定して、RNAを介した相互作用であることを検証した。これらの結果、ChIRPとRADICLE 実験で安定して再現性のある結果を得た。現在、統計解析などの高次解析を行っている。 (2)エレノアに特異的に結合するタンパク質因子の同定 ChIRP-MS(質量分析)解析の準備を行った。プローブとしたエレノア2を特異的にプルダウンできるビオチン化オリゴDNA、プルダウンの際の条件、ネガティブコントロールの設定など、最適化を行った。
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Strategy for Future Research Activity |
今までの研究をさらに発展させる。別プロジェクトの結果から、エレノアが30%の乳がん、40%のER陽性乳がん患者検体で検出されること、原発乳がんでも検出されるがそれらの多くのケースは閉経後(エストロゲン枯渇)であることなど、細胞株での結果と相関することがわかってきた。また、原発乳がんでのエレノアクラウドの形成が、術後5年以上たって再発する晩期再発を予測するマーカーであることなどがわかってきた。これらを踏まえて、エレノアのゲノム結合部位や相互作用タンパク質の解析はますます重要と考え、本研究を推進してゆく。また昨年度より引き続き、乳がん細胞移植マウスに関して、樹立と解析を進める。マウス個体内で生育した腫瘍について、ヘマトキシリン-エオシン染色、免疫染色、FISH解析を行い、がんの形態やERを含むマーカータンパク質の発現、さらにエレノアクラウドの形成を確認する。その後、液滴形成を阻害する1, 6 ヘキサンジオールを投与して腫瘍形成への影響を調べる。
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Research Products
(32 results)
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[Journal Article] The ELEANOR non-coding RNA expression contributes to cancer dormancy and predicts late recurrence of ER-positive breast cancer2022
Author(s)
Fukuoka, M., Ichikawa, Y., Osako, T., Fujita, T., Baba, S., Takeuchi, K., Tsunoda, N., Ebata, T., Ueno, T., Ohno, S., *Saitoh, N.
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Journal Title
Cancer Science
Volume: 113, 2336-235
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Ribosomal protein L5 facilitates rDNA-bundled condensate and nucleolar assembly2022
Author(s)
Matsumori, H., Watanabe, K., Tachiwana, H., Fujita, T., Ito Y., Tokunaga, M., Kumiko Sakata-Sogawa, K., Osakada, H., Haraguchi, T., Awazu, A., Ochiai, H., Sakata, S., Ochiai, K., Toki, T., Ito, Et., Goldberg I., Tokunaga, K., *Nakao, M., *Saitoh, N.
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Journal Title
Life Science Alliance
Volume: 5 (7)
Pages: e202101045
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Modeling population size independent tissue epigenomes by ChIL-seq with single thin sections.2021
Author(s)
Maehara, K., Tomimatsu, K., Harada, A., Tanaka, K., Sato, S., Fukuoka, M., Okada, S., Handa, T., Kurumizaka, H., Saitoh, N., Kimura, H., *Ohkawa, Y.
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Journal Title
Mol Syst Biol.
Volume: 17(11)
Pages: e10323
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Importin α2 association with chromatin: Direct DNA binding via a novel DNA-binding domain2021
Author(s)
Jibiki, K., Kodama, T., Suenaga, A., Kawase, Y., Shibazaki, N., Nomoto, S., Nagasawa, S., Nagashima, M., Shimodan, S., Kikuchi, R., Okayasu, M., Takashita, R., Mehmood, R., Saitoh, N., Yoneda, Y., Akagi, K., *Yasuhara, N.
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Journal Title
Genes to Cells,
Volume: 26 (12)
Pages: 945-966
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Chromatin structure-dependent histone incorporation revealed by a genome-wide deposition assay.2021
Author(s)
Tachiwana, H., Dacher, M., Maehara, K., Harada, A., Seto, Y., Katayama, R., Ohkawa, Y., Kimura, H., Kurumizaka, H., *Saitoh, N.
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Journal Title
eLife
Volume: 10
Pages: e66290
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] RPL5 maintains spatial organization of the ribosomal DNA arrays through regulation of biophysical properties of the nucleolus2021
Author(s)
Saitoh, N., Matsumori, H., Watanabe, K., Tachiwana, H., Ito, Y., Sakata-Sogawa, K., Tokunaga, M., Awatsu, A., Nakao, M.
Organizer
第44回日本分子生物学会年会
Invited
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[Book] Cytogenomics2021
Author(s)
Ichikawa Y., *Saitoh, N.
Total Pages
Chapter 18, 357-372
Publisher
Elsevier Inc.
ISBN
9780128235799
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[Book] 「生化学」2021
Author(s)
山本達郎, 市川雄一, 斉藤典子生化学
Total Pages
93 (1)
Publisher
公益財団法人 日本生化学会
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