エンドサイトーシスと外来因子取込を制御する細胞内シグナル伝達マシナリー（国際共同研究強化）

• 研究課題/領域番号: 15KK0290
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大場 雄介 北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)
• 研究協力者: 谷 知己 Marine Biological Laboratory, Eugene Bell Center for Regenerative Biology and Tissue Engineering, Research Associate
• 研究期間 (年度): 2016 – 2018
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
• キーワード: 蛍光イメージング / シグナル伝達 / エンドサイトーシス

研究成果の概要

蛍光の偏光および異方性という特性を用いて、分子の「向き」を測定することで、生命現象における「角度」に関する情報を取得する技術を開発した。特に、細胞膜の角度（曲率）の変化を蛍光強度の変化として測定する手法を確立した。これにより、従前は電子顕微鏡でしか観察できなかった膜の曲率とその変化を、高い時間分解能（秒レベル）で光学的に観察し、エンドサイトーシスの超初期過程の細胞膜変形の光学的可視化に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、エンドサイトーシスの超初期過程の細胞膜変形の分子メカニズムを解明に資する技術革新といえる。細胞膜の変形は100 nm程度以下の領域で生じる現象で、現存する超解像顕微鏡でも時間分解能を伴うダイナミクスの観察は不可能であり、「向き」に着目することで従来技術の限界を超える観察が可能となった。今後は、本研究成果を基盤に、「角度」と「向き」に着目した新しい生物学の新領域の開拓を目指したい。

研究成果

• [国際共同研究] Marine Biological Laboratory(米国) (2018)
• [雑誌論文] A Peptide Derived from Phosphoinositide 3-kinase Inhibits Endocytosis and Influenza Virus Infection (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujioka Y, Satoh AO, Horiuchi K, Fujioka M, Tsutsumi K, Sasaki J, Nepal P, Kashiwagi S, Paudel S, Nishide S, Nanbo A, Sasaki T, Ohba Y
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 44 号: 1 ページ: 61-74
  • DOI: 10.1247/csf.19001
  • NAID: 130007636814
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Sialylated Voltage-Dependent Ca2+ Channel Binds Hemagglutinin and Mediates Influenza A Virus Entry into Mammalian Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujioka Y, Nishide S, Ose T, Suzuki T, Kato I, Fukuhara H, Fujioka M, Horiuchi K, Satoh AO, Nepal P, Kashiwagi S, Wang J, Horiguchi M, Sato Y, Paudel S, Nanbo A, Miyazaki T, Hasegawa H, Maenaka K, Ohba Y
  • 雑誌名: Cell Host Microbe 巻: 23 号: 6 ページ: 809-818
  • DOI: 10.1016/j.chom.2018.04.015
  • NAID: 120006643588
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Role of Transforming Growth Factor β in Cell-to-Cell Contact-Mediated Epstein-Barr Virus Transmission (2018)
  • 著者名/発表者名: Nanbo A, Ohashi M, Yoshiyama H, Ohba Y
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 9 ページ: 984-984
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00984
  • NAID: 120006489803
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Infection of Epstein?Barr Virus in Type III Latency Modulates Biogenesis of Exosomes and the Expression Profile of Exosomal miRNAs in the Burkitt Lymphoma Mutu Cell Lines (2018)
  • 著者名/発表者名: Nanbo Asuka、Katano Harutaka、Kataoka Michiyo、Hoshina Shiho、Sekizuka Tsuyoshi、Kuroda Makoto、Ohba Yusuke
  • 雑誌名: Cancers 巻: 10 号: 7 ページ: 237-237
  • DOI: 10.3390/cancers10070237
  • NAID: 120006491456
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Budding of Ebola Virus Particles Requires the Rab11-Dependent Endocytic Recycling Pathway (2018)
  • 著者名/発表者名: Nanbo A, Ohba Y
  • 雑誌名: J Infect Dis 巻: 218 号: suppl_5 ページ: S388-S396
  • DOI: 10.1093/infdis/jiy460
  • NAID: 120006773327
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epstein-Barr Virus Acquires Its Final Envelope on Intracellular Compartments With Golgi Markers (2018)
  • 著者名/発表者名: Nanbo Asuka、Noda Takeshi、Ohba Yusuke
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 9 ページ: 454-454
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00454
  • NAID: 120006416029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dermoscopic evaluation for skin grafts after surgery; neo-vascularization correlates with survival of skin grafts: A prospective study (2018)
  • 著者名/発表者名: Kitamura Shinya、Yanagi Teruki、Inamura-Takashima Yuka、Imafuku Keisuke、Hata Hiroo、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Shimizu Hiroshi
  • 雑誌名: J Dermatol Sci 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 213-216
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2018.01.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ebola virus requires a host scramblase for externalization of phosphatidylserine on the surface of viral particles (2018)
  • 著者名/発表者名: Nanbo Asuka、Maruyama Junki、Imai Masaki、Ujie Michiko、Fujioka Yoichiro、Nishide Shinya、Takada Ayato、Ohba Yusuke、Kawaoka Yoshihiro
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: 14 号: 1 ページ: e1006848-e1006848
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006848
  • NAID: 120006416019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cell competition with normal epithelial cells promotes apical extrusion of transformed cells through metabolic changes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Kon, et al.
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 530-541
  • DOI: 10.1038/ncb3509
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rab5-regulated endocytosis plays a crucial role in apical extrusion of transformed cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Saitoh, T. Maruyama, Y. Yako, M. Kajita, Y. Fujioka, Y. Ohba, N. Kasai, N. Sugama, S. Kon, S. Ishikawa, T. Hayashi, T. Yamazaki, M. Tada and Y. Fujita.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 114 号: 12
  • DOI: 10.1073/pnas.1602349114
  • NAID: 120006346108
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Improved FRET Biosensor for the Measurement of BCR-ABL Activity in Chronic Myeloid Leukemia Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Horiguchi, M. Fujioka, T. Kondo, Y. Fujioka, X. Li, K. Horiuchi, A.O. Satoh, P. Nepal, S. Nishide, A. Nanbo, T. Teshima and Y. Ohba.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 42 号: 1 ページ: 15-26
  • DOI: 10.1247/csf.16019
  • NAID: 130005308488
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A leukemogenic kinase, FIP1L1-PDGFRA, and a SUMO E3 ligase, PIAS1, form a positive crosstalk via their enzymatic activities. (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Ibata, J. Iwasaki, Y. Fujioka, K. Nakagawa, S. Darmanin, M. Onozawa, D. Hashimoto, Y. Ohba, S. Hatakeyama, T. Teshima and T. Kondo.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 108 号: 2 ページ: 200-207
  • DOI: 10.1111/cas.13129
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Epstein-Barr virus exploits host endocytic machinery for cell-to-cell viral transmission rather than a virological synapse. (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Nanbo, K. Kachi, H. Yoshiyama and Y. Ohba.
  • 雑誌名: J. Gen. Virol. 巻: 97 号: 11 ページ: 2989-3006
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000605
  • NAID: 120006360051
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumour endothelial cells in high metastatic tumours promote metastasis via epigenetic dysregulation of biglycan. (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Maishi, Y. Ohba, K. Akiyama, N. Ohga, J.I. Hamada, H. Nagao-Kitamoto, M. Alam, K. Yamamoto, T. Kawamoto, N. Inoue, A. Taketomi, M. Shindoh, Y. Hida and K. Hida.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 28039-28039
  • DOI: 10.1038/srep28039
  • NAID: 120005819304
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lypd8 promotes the segregation of flagellated microbiota and colonic epithelia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okumura R, Kurakawa T, Nakano T, Kayama H, Kinoshita M, Motoka D, Gotoh K, Kimura T, Kamiyama N, Kusu T, Ueda Y, Wu H, Iijima H, Barman S, Osawwa H, Matsuno H, Nishimura J, Ohba Y, Nakamura S, Iida T, Yamamoto M, Umemoto E, Sano K, and Takeda K
  • 雑誌名: Nature 巻: 532 号: 7597 ページ: 117-121
  • DOI: 10.1038/nature17406
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Receptor activator of NF-κB ligand induces cell adhesion and integrin α2 expression via NF-κB in head and neck cancers (2016)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada, M. Tsuda, T. Wagatsuma, Y. Fujioka, M. Fujioka, A. O. Satoh, K. Horiuchi, S. Nishide, A. Nanbo, Y. Totsuka, H. Haga, S. Tanaka, M. Shindoh, and Y. Ohba
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 23545-23545
  • DOI: 10.1038/srep23545
  • NAID: 120005753715
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Attenuation of ligand-induced activation of angiotensin II type 1 receptor signaling by the type 2 receptor via protein kinase C (2016)
  • 著者名/発表者名: Inuzuka T, Fujioka Y, Tsuda M, Fujioka M, Satoh AO, Horiuchi K, Nishide S, Nanbo A, Tanaka S, Ohba Y
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 21613-21613
  • DOI: 10.1038/srep21613
  • NAID: 120005722549
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A role of the sphingosine-1-phosphate (S1P)- S1P receptor 2 pathway in Epithelial Defense Against Cancer (EDAC) (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S., Yako, Y., Fujioka, Y., Kajita, M., Kameyama, T., Kon, S., Ishikawa, S., Ohba, Y., Ohno, Y., Kihara, A., and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 巻: 27（3） 号: 3 ページ: 491-499
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-03-0161
  • NAID: 120005740332
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Fluorescence Imaging of membrane dynamics and intracellular signaling (2019)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ohba
  • 学会等名: The 9th Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019) in conjunction with the 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
• [学会発表] A PI3K-derived peptide inhibits clathrin-independent endocytosis and influenza virus infection (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoichiro Fujioka, Aya O Satoh, Kosui Horiuchi, Mari Fujioka, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会
• [学会発表] Involvement of actin dynamics in the endocytic process revealed by fast-scanning atomic force microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Aiko Yoshida, Nobuaki Sakai, Yoshitsugu Uekusa, Shige H Yoshimura, Yusuke Ohba
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会
• [学会発表] The role of an Na,K-ATPase in spatiotemporal regulation of Ras- PI3K signaling and endocytosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Kashiwagi, Yoichiro Fujioka, Kosui Horiuchi, Aya O Satoh, Prabha Nepal, Aiko Yoshida, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会
• [学会発表] A mitochondrial outer membrane protein is involved in the regulation of Ras-PI3K signaling-mediated endocytosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Aya O Satoh, Yoichiro Fujioka, Kosui Horiuchi, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Mari Fujioka, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会
• [学会発表] Development of FRET-based biosensors for measuring tyrosine kinase activity in living cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Mari Fujioka, Yoichiro Fujioka, Aya O Satoh, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Sarad Paudel, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会
• [学会発表] The Role of tubulin in the regulation of endocytosis mediated by Ras-PI3K signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: Sarad Paudel, Yoichiro Fujioka, Aya O. Satoh, Mari Fujioka, Kosui Horiuchi, Prabha Nepal, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会
• [学会発表] Role of inner mitochondrial membrane proteins in the regulation of endocytosis mediated by Ras-PI3K signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: Prabha Nepal, Yoichiro Fujioka, Aya O. Satoh, Kosui Horiuchi, Sarad Paudel, Sayaka Kashiwagi, Aiko Yoshida, Mari Fujioka, Asuka Nanbo, Yusuke Ohba
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会
• [学会発表] 蛍光イメージングを用いた細胞内シグナル伝達によるエンドサイトーシスの制御機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介、藤岡容一朗、田端和仁、西出真也、南保明日香、野地博行
  • 学会等名: 第122回解剖学会
  • 発表場所: 長崎大学坂本キャンパス（長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2017-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内シグナル伝達の可視化と光による操作 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] PI3K 由来ペプチドによるエンドサイトーシスとインフルエンザウイルス感染の抑制 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤岡容一朗、佐藤絢、堀内浩水、藤岡真理、パウデル サラド、西出真也、南保明日香、大場雄介
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 高速原子間力顕微鏡を用いた細胞表面膜構造動態のライブセルイメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、粂田昌宏、吉村成弘、大場雄介
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] インフルエンザウイルス細胞侵入において鍵となる宿主タンパク質の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤岡容一朗、西出真也、尾瀬農之、加藤いづみ、福原秀雄、藤岡真理、堀内浩水、佐藤絢、Prabha Nepal、柏木彩花、Jing Wang、堀口美香、Sarad Paudel、南保明日香、宮崎忠昭、前仲勝実、大場雄介
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会
• [学会発表] Ras-PI3K複合体によるエンドサイトーシスの制御因子の探索と機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀内浩水、藤岡容一朗、佐藤絢、Prabha Nepal、Jing Wang、堀口美香、Sarad Paudel、西出真也、南保明日香、小布施力史、大場雄介
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会
• [学会発表] PI3K 由来ペプチドによるインフルエンザウイルス感染の抑制 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤絢、藤岡容一朗、堀内浩水、藤岡真理、パウデル サラド、西出真也、南保明日香、大場雄介
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会
• [学会発表] 蛍光イメージングで紐解くインフルエンザウイルス感染の分子基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大場 雄介、藤岡 容一朗、西出 真也、南保 明日香
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
  • 年月日: 2016-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] 慢性骨髄性白血病分子標的治療薬薬効評価のためのFRETバイオセンサーの開発と改良 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介、近藤健、豊嶋崇徳
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] 生きた白血病細胞でBCR-ABL活性を精密測定するめのFRETバイオセンサーの改良 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介、藤岡真理、堀口美香、近藤健、豊嶋崇徳
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター 東北大学川内北キャンパス（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] ライブセル蛍光イメージングの口腔疾患予防への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西出 真也、藤岡 容一朗、堀内 浩水、堀口 美香、佐藤 絢、 Prabha Nepal、王 セイ、南保 明日香、大場 雄介
  • 学会等名: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-24
• [学会発表] インフルエンザウイルス粒子の取り込みを制御するシグナル伝達機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大場 雄介
  • 学会等名: 第6回北海道探索病理学研究シンポジウム
  • 発表場所: ニューオータニイン札幌 （北海道・札幌市）
  • 招待講演
• [図書] Methods in Molecular Biology, SH2 domain (2017)
  • 著者名/発表者名: Mari Fujioka、Yumi Asano、Shigeyuki Nakada、Yusuke Ohba
  • 総ページ数: 555
  • 出版者: Humana Press, New York, NY
• [図書] SH2 domain-based FRET biosensor for measuring BCR-ABL activity in living CML cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujioka M, Asano Y, Nakada S and Ohba Y.
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Springer