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オーキシンデグロン法によるタンパク質寿命操作

計画研究

研究領域タンパク質寿命が制御するシン・バイオロジー
研究課題/領域番号 23H04925
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2028-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
110,370千円 (直接経費: 84,900千円、間接経費: 25,470千円)
2025年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2024年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2023年度: 31,200千円 (直接経費: 24,000千円、間接経費: 7,200千円)
キーワードタンパク質寿命操作 / デグロン / タンパク質分解 / プロテインノックダウン / 発現制御 / ユビキチン化
研究開始時の研究の概要

鐘巻がこれまで開発・改良を重ねてきた、任意タンパク質の分解するAID技術は、人為的タンパク質寿命操作法として理想的な技術である。しかしながら、改良型のAID2を持ってしても、その分解特性に複数の課題がある。これらをAID2の技術的改良により克服し、タンパク質寿命制御の基礎研究における汎用性を拡大し、さらには臨床応用の可能性を開く。

研究実績の概要

AID2をベースにしたナノボディ抗体を使って標的タンパク質を認識、分解誘導する、単鎖抗体AID2の開発を進めた。必要なコンポーネントを全てコードするall-in-oneプラスミドを作成し、GFPナノボディを利用して、GFP付加した複数のタンパク質の分解をテストした。その結果、比較的発現量が低いタンパク質であれば、90%以上を分解除去できることが明らかになった。さらにp53やRASに対する単鎖抗体を利用して、内在性のこれら因子を分解できることを見出した。
次にマウスでAID2を利用するために、受精卵を利用してROSA26座にOsTIR1(F74G)の導入を試みたが、うまくノックインされたマウスラインが得られなかった。そこで、ES細胞に導入する方法で進めている。mAID-GFPレポーターをROSA26に導入したマウスラインの作成は成功した。脳内分解に向けた分解誘導化合物のスクリーニングは、20種類近く新規化合物を試したが、5-Ph-IAAを超える分解誘導能をもつものは得られなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度は単鎖抗体を用いた改良AID2を細胞レベルで検証し、GFP付加タンパク質、p53、RASなどを標的に分解誘導に成功した。AID2のマウスへの応用に関しては、mAID-GFPレポーターを発現するマウスの樹立に成功した。

今後の研究の推進方策

単鎖抗体AID2法を細胞レベルでより検証するとともに、線虫、マウスなど動物個体への応用をテストする。マウスに関しては、ROSA26座にOsTIR1(F74G)を導入したラインの確立する。脳内分解誘導用のリガンドに関しては、新規アナログをテストして検証する。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Vanderbilt University/University of Pennsylvania/Harvard Medical School(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Edinburgh/University of Manchester/University of Dundee(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Overexpression of JNK-associated leucine zipper protein induces chromosomal instability through interaction with dynein light intermediate chain 12024

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Suzuki, Masato T Kanemaki, Takeshi Suzuki, Katsuji Yoshioka
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 29 号: 1 ページ: 39-51

    • DOI

      10.1111/gtc.13083

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ran-GTP assembles a specialized spindle structure for accurate chromosome segregation in medaka early embryos2024

    • 著者名/発表者名
      Ai Kiyomitsu , Toshiya Nishimura, Shiang Jyi Hwang, Satoshi Ansai, Masato T Kanemaki, Minoru Tanaka, Tomomi Kiyomitsu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 981-981

    • DOI

      10.1038/s41467-024-45251-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Depletion of lamins B1 and B2 promotes chromatin mobility and induces differential gene expression by a mesoscale-motion-dependent mechanism2024

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      Genome Biology

      巻: 25 号: 1 ページ: 77-77

    • DOI

      10.1186/s13059-024-03212-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] RAD51 bypasses the CMG helicase to promote replication fork reversal2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Wenpeng、Saito Yuichiro、Jackson Jessica、Bhowmick Rahul、Kanemaki Masato T.、Vindigni Alessandro、Cortez David
    • 雑誌名

      Science

      巻: 380 号: 6643 ページ: 382-387

    • DOI

      10.1126/science.add7328

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The assembly of the MCM2?7 hetero-hexamer and its significance in DNA replication2023

    • 著者名/発表者名
      Hatoyama Yuki、Kanemaki Masato T.
    • 雑誌名

      Biochemical Society Transactions

      巻: 51 号: 3 ページ: 1289-1295

    • DOI

      10.1042/bst20221465

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-throughput Oligopaint screen identifies druggable 3D genome regulators2023

    • 著者名/発表者名
      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.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 620 号: 7972 ページ: 209-217

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06340-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In silico protein interaction screening uncovers DONSON’s role in replication initiation2023

    • 著者名/発表者名
      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.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 381 号: 6664

    • DOI

      10.1126/science.adi3448

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] TRAIP resolves DNA replication-transcription conflicts during the S-phase of unperturbed cells2023

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 5071-5071

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40695-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A targeted protein knockdown with the power of plants2023

    • 著者名/発表者名
      Masato Kanemaki
    • 学会等名
      TDP Japan (Shonan iPark, Japan)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The mechanism defining replication initiation zone in human cells2023

    • 著者名/発表者名
      Masato Kanemaki
    • 学会等名
      CSHL meeting on DNA replication (NY, USA)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Replication initiation in human cells2023

    • 著者名/発表者名
      鐘巻将人
    • 学会等名
      日本生化学会年会(福岡)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Targeted protein degradation with the power of plant2023

    • 著者名/発表者名
      鐘巻将人
    • 学会等名
      MBSJ2023(神戸)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-06-20  

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