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2023 Fiscal Year Annual Research Report

細胞及び動物個体で迅速タンパク質分解を可能にするAID2法の発展的基盤技術の開発

Research Project

Project/Area Number 21H04719
Research InstitutionNational Institute of Genetics

Principal Investigator

鐘巻 将人  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (20444507)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 林 謙一郎  岡山理科大学, 生命科学部, 教授 (30289136)
久保 郁  国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 准教授 (40786373)
西野 達哉  東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 教授 (50533155)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2025-03-31
Keywordsデグロン / タンパク質分解 / ユビキチン / プロテインノックダウン
Outline of Annual Research Achievements

昨年に引き続き、AID2による分解制御の拡張を狙い、PROTAC系のデグロンdTAGおよびBromoTagとの比較検討を行い、AID2とBromoTagを組み合わせることにより、二つのタンパク質を分解制御できることやより強力な分解誘導が可能であることを示した。実際に、AID2による分解だけでは、強い表現型変化を引き起こせない、複製因子ORC1やCDC6にダブルデグロン法を応用し、致死表現型を得ることができた。さらに、ORC1とCDC6両方をダブルデグロンで分解すると、細胞はS期を経ることなく、G2/M期に入ることがわかった。このことは、DNA複製を完全に抑制することにより、細胞周期制御からDNA複製を脱制御できることを示している。これらの技術的改良および細胞生物学的発見を、論文としてまとめ、現在リバイス論文を作成中である。AID2によるマウス作成に関しては、受精卵のROSA26座にCAG-(loxP-STOP-loxP)-OsTIR1(F74G)を挿入することを試みたが、複数回の試みにもかかわらず、ノックインマウスラインが取れなかった。そこで、ES細胞に同様のコンストラクトを導入することにした。レポーターとしてmAID-GFPをROSA26に導入したマウスは樹立できた。今後、マウスにおけるAID2システムをテストできるマウスラインの確立を目指す。脳内分解効率化を目指し、複数の新規リガンドを試したが、今の所5-Ph-IAAを超える活性を持つ化合物は取得できていない。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

AID2の機能拡張は論文投稿まで進むことができた。マウスの研究に関してはmAID-GFPレポータを発現するマウスラインを樹立することができた。

Strategy for Future Research Activity

AID2の機能拡張論文の出版に力を注ぐ。すでにリバイス版作成まで来ているので、必要な実験データを追加し投稿する。マウスに関してはROSA26座にOsTIR1(F74G)を導入したマウスの樹立を進める。脳内分解用のリガンドに関しては、新規化合物のスクリーニングを継続する。

  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Vanderbilt University/University of Pennsylvania/Harvard Medical School(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Vanderbilt University/University of Pennsylvania/Harvard Medical School
  • [Int'l Joint Research] University of Edinburgh/University of Birmingham/University of Dundee(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Edinburgh/University of Birmingham/University of Dundee
  • [Journal Article] Ran-GTP assembles a specialized spindle structure for accurate chromosome segregation in medaka early embryos2024

    • Author(s)
      Kiyomitsu Ai、Nishimura Toshiya、Hwang Shiang Jyi、Ansai Satoshi、Kanemaki Masato T.、Tanaka Minoru、Kiyomitsu Tomomi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 15 Pages: 981

    • DOI

      10.1038/s41467-024-45251-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Depletion of lamins B1 and B2 promotes chromatin mobility and induces differential gene expression by a mesoscale-motion-dependent mechanism2024

    • Author(s)
      Pujadas Liwag Emily M.、Wei Xiaolong、Acosta Nicolas、Carter Lucas M.、Yang Jiekun、Almassalha Luay M.、Jain Surbhi、Daneshkhah Ali、Rao Suhas S. P.、Seker-Polat Fidan、MacQuarrie Kyle L.、Ibarra Joe、Agrawal Vasundhara、Aiden Erez Lieberman、Kanemaki Masato T.、Backman Vadim、Adli Mazhar
    • Journal Title

      Genome Biology

      Volume: 25 Pages: 77

    • DOI

      10.1186/s13059-024-03212-y

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] RAD51 bypasses the CMG helicase to promote replication fork reversal2023

    • Author(s)
      Liu Wenpeng、Saito Yuichiro、Jackson Jessica、Bhowmick Rahul、Kanemaki Masato T.、Vindigni Alessandro、Cortez David
    • Journal Title

      Science

      Volume: 380 Pages: 382~387

    • DOI

      10.1126/science.add7328

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The assembly of the MCM2-7 hetero-hexamer and its significance in DNA replication2023

    • Author(s)
      Hatoyama Yuki、Kanemaki Masato T.
    • Journal Title

      Biochemical Society Transactions

      Volume: 51 Pages: 1289~1295

    • DOI

      10.1042/BST20221465

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-throughput Oligopaint screen identifies druggable 3D genome regulators2023

    • Author(s)
      Park DS.、Nguyen SC.、Isenhart R、Shah PP.、Kim W、Barnett RJ、Chandra A、Luppino JM.、Harke J、Wai M、Walsh PJ.、Abdill RJ.、Yang R、Lan Y、Yoon S、Yunker R、Kanemaki MT.、Vahedi G、Phillips-Cremins JE.、Jain R、Joyce EF.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 620 Pages: 209~217

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06340-w

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] In silico protein interaction screening uncovers DONSON’s role in replication initiation2023

    • Author(s)
      Lim Yang、Tamayo-Orrego Lukas、Schmid Ernst、Tarnauskaite Zygimante、Kochenova Olga V.、Gruar Rhian、Muramatsu Sachiko、Lynch Luke、Schlie Aitana Verdu、Carroll Paula L.、Chistol Gheorghe、Reijns Martin A. M.、Kanemaki Masato T.、Jackson Andrew P.、Walter Johannes C.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 381 Pages: eadi3448

    • DOI

      10.1126/science.adi3448

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] TRAIP resolves DNA replication-transcription conflicts during the S-phase of unperturbed cells2023

    • Author(s)
      Scaramuzza Shaun、Jones Rebecca M.、Sadurni Martina Muste、Reynolds-Winczura Alicja、Poovathumkadavil Divyasree、Farrell Abigail、Natsume Toyoaki、Rojas Patricia、Cuesta Cyntia Fernandez、Kanemaki Masato T.、Saponaro Marco、Gambus Agnieszka
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: 5071

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40695-y

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Overexpression of JNK‐associated leucine zipper protein induces chromosomal instability through interaction with dynein light intermediate chain 12023

    • Author(s)
      Suzuki Ryusuke、Kanemaki Masato T.、Suzuki Takeshi、Yoshioka Katsuji
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 29 Pages: 39~51

    • DOI

      10.1111/gtc.13083

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A targeted protein knockdown with the power of plants2023

    • Author(s)
      Masato Kanemaki
    • Organizer
      TDP Japan
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The mechanism defining replication initiation zone in human cells2023

    • Author(s)
      Masato Kanemaki
    • Organizer
      CSHL meeting on DNA replication
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Replication initiation in human cells2023

    • Author(s)
      鐘巻将人
    • Organizer
      生化学会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Targeted protein degradation with the power of plant2023

    • Author(s)
      鐘巻将人
    • Organizer
      MBSJ2023
    • Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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