「細胞融合反応の基礎と細胞工学への応用」

• 研究課題/領域番号: 01102028
• 研究種目: 総合研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡田 善雄 (岡田 喜雄) 大阪大学, 細胞工学センター, 名誉教授 (30029756)
• 研究分担者: 浅野 朗 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (30029938) ; 大西 俊一 京都大学, 理学部, 教授 (00025272) ; 上田 重春 (上田 重晴) 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (90068453) ; 赤松 譲 (赤松 穣) 国立予防衛生研究所, 部長 (00072900) ; 田中 亀代次 大阪大学, 細胞工学センター, 教授 (80144450) ; 米田 悦啓 大阪大学, 細胞工学センター, 助教授 (80191667) ; 岡田 泰伸 京都大学, 医学部, 講師 (10025661) ; 金 在萬 (金 在万) 京都薬科大学, 分子薬学研, 教授 (30029805)
• 研究期間 (年度): 1989 – 1991
• 研究課題ステータス: 完了 (1991年度)
• キーワード: 細胞融合 / 膜融合 / HVJ / エンドソ-ム / 色素性乾皮症 / SSPE / 胚性幹細胞 / 遺伝子標的導入法 / カルシウム / DNA修復 / ES細胞 / 脂質合成変異株 / 筋芽細胞 / 核移植 / 核移行 / 核 / トランスポゾン

研究概要

生体膜融合に基礎のついては、(1)リン脂質合成の変異株を用いた研究からリン脂質組成が膜融合に重要であることが分かった。(2)HVJのFタンパク質そのF1サブユニットのN末端部分が細胞膜のコレステロ-ルと結合することが、膜融合に必須であることを明らかにした。(3)LDLのコレステロ-ルを増殖に必要とする細胞のなかから選別して、エンドソ-ム-リソソ-ム輸送の変異株を得ることに成功し、細胞内の膜融合の新しい解析系が出来た。(4)電気的膜融合の際には、細胞内のCa^<2+>が必要なこと、カルパインとは異なる内因性チオ-ルプロテア-ゼが必要なことが明らかになった。(5)HVJによる上皮細胞の融合でウィルスの作用部位と膜融合部位が異なることを見いだし、融合の為の情報が何らかの形で伝達されることが分かった。
細胞工学への応用に関しては、(6)班員間[田中、角田、岡田(善)]の共同研究により色素性乾皮症(XP)のモデルマウスが出来る見通しが立ったのが最も重要な成果である。XPのA群を正常に戻す遺伝子、XPAC、はDNA修復活性を示すためには、そのZnフィンガ-構造が必要であること、及び、核移行シグナルの存在と同定が、人工変異導入法で明らかになった。遺伝子標的導入法でマウス胚性幹細胞(ES細胞)のXPAC遺伝子を破壊し、これを胚盤胞に戻して体細胞キメラマウスを得ることに成功した。さらに、XPACの対立遺伝子を両方とも破壊したES細胞を得て、それがXP細胞と同様にDNA修復能に欠損をもつことを確認し、XPAC遺伝子を破壊されたホモ接合マウスが、上述のモデルマウスになる事を示した。(7)ES細胞由来の生殖系列キメラの有効な作製法、除核マウス未受精卵とES細胞の融合によるES細胞由来の個体を得る方法をほぼ確立した。(8)SSPEのジフテリア毒素封入リポソ-ムによる治療法を確立した。

研究成果

• [文献書誌] O.Kuge,Yuzuru Akamatsu,M.Nishijima: "Abortive infection with Sindbis virus of a Chinese hamster overy cell mutant defective in phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine biosynthesis" Biochim.Biophy.Acta. 986. 61-69 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J.Kim,T.Adachi,Y.Yoneda,Y.Okada: "Fusion of Mardin-Darby canine kidny cells by HVJ(Sendai virus):Absence of direct association of virus particles with the site of membrane fusion" E.J.Cell Biol. 51. 128-134 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Kato,M.Nakanishi,Y.Kaneda,T.Ushida,Y.Okada: "Expression of hepetitis B virus surface antigen in adult rat liver.Cointroduction of DNA and nuclear protein by a simplified liposome method" J.Biol.Chem.266. 3361-3364 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N.Miura,I.Miyamoto,H.Asahina,I.Satokata,K.Tanaka,Y.Okada: "Identification and characterization of XPAC protein,the gene product of human XPAC (Xeroderma pigmentosum group A complementing)gene" J.Biol.Chem.266. 19786-19789 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] I.Miyamoto,N.Mirua,H.Niwa,J.Miyazaki,K.Tanaka: "Mutational analysis of the structure and function of the XPAC protein:Identification of essential domains for nuclear localization and DNA excission repair" J.Biol.Chem.267. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Kato and Y.Tsunoda: "Synchronous division of mouse two cell embryos with nocodazole in vitro" J.Reprod,Fert.(1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Ohono-Shosaku,and Ya.Okada: "Role of protease in electrofusion of mammalian cells,In"Electroporation and Electrofusion in Cell Biology",(E.Neuman,A.E Sowers,& C.A.Jordan,eds.)" Plenum Publ.,New York, 9 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Asano,and A.Asano: "A molecular study of the fusion reaction between viral and cell membranes;Advancesin Membrane Fluidity,Vol.6,"Membrane Interactions of HIV,"Aloia,R.C.,Curtain,C.C.,& Gordon,L.M.(eds)" Wiley-Liss,Inc.,New York,N.Y., 275-282 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] O. Kuge, Yuzuru Akamatsu, & M. Nishijima: "Abortive infection with Sindbis virus of a Chinese hamster overy cell mutant defective in phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine biosynthesis." Biochim. Biophys. Acta. 986. 61-69 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J. Kim, T. Adachi, Y. Yoneda, & Y. Okada: "Fusion of Mardin-Darby canine kidny cells by HVJ (Sendai virus) : Absence of direct association of virus particles with the site of membrane fusion." E. J. Cell Biol.51. 128-134 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Kato, M. Nakanishi, Y. kaneda, T. Uchida, & Y. Okada: "Expression of hepetitis B virus surface antigen in adult rat liver. Cointroduction of DNA and nuclear protein by a simplified liposome method." J. Biol. Chem.266. 3361-3364 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N. Miura, I. Miyamoto, H. Asahina, I. Satokata, K. Tanaka, &Y. Okada: "Identification and characterization of XPAC protein, the gene product of human XPAC (Xeroderma pigmentosum group A complementing) gene." J. Biol. Chem.266. 19786-19789 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] I. Miyamoto, N. Mirua, H. Niwa, J. Miyazaki, & K. Tanaka: "Mutational analysis of the structure and function of the XPAC protein : Identification of essential domains for nuclear localization and DNA excission repair." J. Biol. Chem.267. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. kato and Y. Tsunoda: "Synchronous division of mouse two cell embryos with nocodazole in vitro." J. Reprod. Fert.(1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Ohono-Shosaku, and Ya. Okada: "Role of protease in electrofusion of mammalian cells." Electroporation and Electrofusion. Plenum Publ.9 (1989)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K. Asano, and A. Asano: "A molecular study of the fusion reaction between viral and cell membranes." Advances in Membrane Fluidity. 6. 275-282 (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] O.Kuge,M.Nishijima,Yuzuru Akamatsu: "A cloned gene encoding phosphatidylserine decarboxylase complements the phosphatidylserine biosynthetic defect of a Chinese hamster ovary cell mutant" J.Biol.Chem.266. 6370-6376 (1991)
• [文献書誌] O.Kuge,M.Nishijima,Yuzuru Akamatsu: "A Chinese hamster cDNA encoding a protein essential for phosphatidylserine synthetase I activity" J.Biol.Chem.266. 24184-24189 (1991)
• [文献書誌] Y.ーS.Bae,M.Chiba,M.Ohira,H.Ikeda: "A shuttle vector for analysis of illegimate recombination in mammalian cells:Effects of DNA topoisomerase inhibitors on deletion frequency" Gene. 10. 285-289 (1991)
• [文献書誌] N.Miura,I.Miyamoto,H.Asahina,I.Satokata,K.Tanaka,Y.Okada: "Identification and characterization of XPAC protein,the gene product of human XPAC (Xeroderma pigmentosum group A complementing) gene" J.Biol.Chem.266. 19786-19789 (1991)
• [文献書誌] I.Miyamoto,N.Mirua,H.Niwa,J.Miyazaki,K.Tanaka: "Mutational analysis of the structure and function of the XPAC protein:Identification of essential domains for nuclear localization and DNA excission repair" J.Biol.Chem.267. (1992)
• [文献書誌] Y.Kato and Y.Tsunoda: "Synchronous division of mouse two cell embryos with nocodazole in vitro" J.Reprod.Fert.(1992)
• [文献書誌] K.Asano,and A.Asano(Aloia,R.C.,Curtain,C.C.,&Gordon,L.M.(eds)): "A molecular study of the fusion reaction between viral and cell membranes;Advancesin Membrane Fluidity,Vol.6,“Membrane Interactions of HIV,"" WileyーLiss,Inc.,New York,N.Y, 275-282 (1992)
• [文献書誌] K.Harada,M.Nishijima,Yuzuru Akamatsu: "A temperatureーsensitive mammalian cell mutant with thermorablle serine pimitoyi transferase for the sphingolipid biosynthesis" J.Biol.Chem.265. 22137-22142 (1990)
• [文献書誌] Y.Sako,S.Sato,S.Ohnishi: "Subpopulations of endosomes generated at sequential stages in the endocytic pathway of asialoganglyosideーcontaining ferrite ligands in rat liver" J.Biochem.107. 846-853 (1990)
• [文献書誌] H.Taira,L.Ranin,Kentaro Iwasaki: "Construction of expression plasmids for the fusion protein of Sendai virus,and their expression in E.coli cells and eucaryotic cells" FEBS Letters. 262. 39-41 (1990)
• [文献書誌] K.Tanaka,N.Miura,I.Satokata,I.Miyamoto,M.Yoshida,Y.Okada et al.: "Analysis of a human DNA excision repair gene involved in group A xeroderma pigmentosum and cotaining a zincーfinger domain" Nature. 348. 73-76 (1990)
• [文献書誌] I.Satokata,K.Tanaka,N.Miura,I.Miyamoto,Y.Satoh,S.Kondo,Y.Okada: "Characterization of a splicing mutation in group A xeroderma pigmentosum" Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.87. 9908-9912 (1990)
• [文献書誌] N.ImamotoーSonobe,Y.Matsuoka,T.Semba,Y.Okada,T.Uchida,Y.Yoneda: "A protein recognized by antibodies to AspーAspーAspーGluーAsp shows specific binding activity to heterologous nuclear transport" J.Biol.Chem.265. 16504-16508 (1990)
• [文献書誌] Jeman Kim,Toshiyuki Adachi,Yoshio Yoneda,Yoshio Okada: "Fusion of Mardin-Dorby canine kidney cells by HVJ(Sendai virus):Absence of direct association of virus particles with the site of membrane fusion" European Journal of Cell Biology. 51. (1990)
• [文献書誌] Kiyoji Tanaka,I.Satokata,Z.Ogita,T.Uchida,Yoshio Okada: "Molecular cloning of a mouse DNA repair gene that complements the defect of group A xeroderma pigmentosum" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 86. 5512-5516 (1989)
• [文献書誌] Y.Sako,S.B.Sato and S.Ohnishi: "Two Subpopulations of endosomes generated on sequential.stages in endocytic pathway of asialoganglioside-containing ligands in rat liver" J.Biochem.(1990)
• [文献書誌] Osamu Kuge,Yuzuru Akamatsu,Masahiro Nishijima: "Abortive infection with Sindbis virus of a Chinese hamster overy cell mutant defective in phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine biosynthesis" Biochim.Biophys.Acta. 986. 61-69 (1989)
• [文献書誌] Hideharu Taira,Razar Ranin,Kentaro Iwasaki: "Construction of expression plasmids for the fusion protein of Sendai virus,and their expression in E.coli cells and eukaryotic cells" FEBS Letters. (1990)
• [文献書誌] 中村公章、吉中一朗、角田幸雄: "核移植実験系におけるHVJ不活性化法が操作卵子の融合及び発生率に及ぼす影響" 家畜繁殖学会誌. (1990)
• [文献書誌] T,Ohono-Shosakyu,& Y.Okada: "Role of proteases in electrofusion of mammalian cells.In“Electroporation and Electrofusion in Cell Biology",ED.by E.Neumwnn,A.E.Sowers & C.A.Jordan" plenum Publ.,New York, 9 (1989)
• [文献書誌] Akira Asano: "Gunma Synposia on Endocrinology,Vol.26" Center for Academic Publications,Japan, 10 (1989)