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癌抑制タンパク質p53の一過的機能停止制御を介した新規ゲノム編集法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02873
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関北海道大学

研究代表者

坂口 和靖  北海道大学, 理学研究院, 教授 (00315053)

研究分担者 鎌田 瑠泉  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (40750881)
中川 夏美  北海道大学, 理学研究院, 助教 (30881528)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード癌抑制タンパク質p53 / 多量体形成 / ゲノム編集 / ペプチド / 一過的阻害
研究開始時の研究の概要

癌抑制タンパク質p53は、細胞癌化抑制のための主要因子であるが、一方でゲノムの編集などにおいてはその機能が大きな障害となる。本研究では、癌抑制タンパク質p53機能の時間的制御による新規ゲノム編集法の開発を目指す。まず、p53の機能発現に必須な四量体形成を介して、一過的にp53活性を停止させる手法の開発する。さらに、この手法を用いて、効率的なゲノム編集後にp53活性を回復させることにより、安全なゲノム編集法の開発研究を実施する。

研究成果の概要

ゲノム編集は、次世代の遺伝子治療法として大きな注目を集めている。しかしながら、CRISPR/Cas9法においても癌抑制タンパク質p53の機能不全細胞に対してより優先的にゲノム編集が起こるため、より安全で効率の良いゲノム編集法の開発が求められている。
本研究では、癌抑制タンパク質p53機能の時間的制御による新規ゲノム編集法の開発を目指し研究を実施した。p53四量体形成の構造安定性の解析を実施し、各種パラメータの条件検討を実施した。その結果、標的細胞へのp53四量体形成ドメインペプチドアナローグの添加によるp53機能の一過的な阻害を介して、ゲノム編集効率を顕著に増強させることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代の遺伝子治療法として注目されるゲノム編集においては、高い編集効率ばかりでなく編集後の細胞癌化に対する安全性が非常に重要である。従来の方法では、編集後に細胞が癌化するリスクが懸念されていた。本研究の成果により、安全かつ高効率なゲノム編集法の改良に対しての新たな指針が示された。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2023 2022 2021 2020 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 (36件) (うち国際学会 8件、 招待講演 9件)

  • [国際共同研究] University of Montreal(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] De La Salle University(フィリピン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a fluorescence reporter system to quantify transcriptional activity of endogenous p53 in living cells2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuruoka Tatsuki、Nakayama Emiri、Endo Takuya、Harashima Shingo、Kamada Rui、Sakaguchi Kazuyasu、Imagawa Toshiaki
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 136 号: 12 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1242/jcs.260918

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Similar Tetramerization Domains from the p53 Protein of Different Mammalian Species Possess Varying Biophysical, Functional and Structural Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Shuya、Nakagawa Natsumi、Wahba Haytham M.、Wada Junya、Kamada Rui、Omichinski James G.、Sakaguchi Kazuyasu
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 23 ページ: 16620-16620

    • DOI

      10.3390/ijms242316620

    • 関連する報告書
      2022 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] Stereoselective Interaction of Helix-Hairpin-Helix Motif Peptides with DNA Structure2022

    • 著者名/発表者名
      Kamada Rui、Sakaguchi Shuya、Kura Shoma、Takamatsu Kaori、Yamamoto Tetsuya、Imagawa Toshiaki、Sakaguchi Kazuyasu
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 号: 10 ページ: 1029-1032

    • DOI

      10.1246/cl.220340

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of active site arginine residues in substrate recognition by PPM1A2021

    • 著者名/発表者名
      Itsumi Tani, Shogo Ito, Yukiko Shirahata, Yutaka Matsuyama, James G Omichinski, Yasuyuki Shimohigashi, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 581 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.10.001

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] PPM1D Is a Therapeutic Target in Childhood Neural Tumors2021

    • 著者名/発表者名
      Jelena Milosevic, Diana Treis, Susanne Fransson, Gabriel Gallo-Oller, Baldur Sveinbjornsson B, Nina Eissler, Keiji Tanino, Kazuyasu Sakaguchi, Tommy Martinsson, Malin Wickstrom, Per Kogner, John Inge Johnsen
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 13 号: 23 ページ: 6042-6062

    • DOI

      10.3390/cancers13236042

    • 関連する報告書
      2021 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] Metal-dependent Ser/Thr protein phosphatase PPM family: evolution, structures, diseases and inhibitors2020

    • 著者名/発表者名
      Rui Kamada, Fuki Kudoh, Shogo Ito, Itsumi Tani, Jose Isagani B. Janairo, James G. Omichinski, Kazuyasu Sakaguchi
    • 雑誌名

      Pharmacology & Therapeutics

      巻: 215 ページ: 107622-107622

    • DOI

      10.1016/j.pharmthera.2020.107622

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of a C-Terminal SUMO-Interacting Motif Present in Select PIAS-Family Proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Mathieu Lussier-Price,Xavier H. Mascle, Laurent Cappadocia L, Rui Kamada R, Kazuyasu Sakaguchi K, Haytham M. Wahba, James G. Omichinski
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 28 号: 5 ページ: 573-585.e5

    • DOI

      10.1016/j.str.2020.04.002

    • 関連する報告書
      2020 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] Acetylation of SUMO1 Alters Interactions with the SIMs of PML and Daxx in a Protein-Specific Manner2020

    • 著者名/発表者名
      Xavier H. Mascle,Christina Gagnon, Haytham M. Wahba, Mathieu Lussier-Price, Laurent Cappadocia, Kazuyasu Sakaguchi K, James G. Omichinski
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 28 号: 2 ページ: 157-168.e5

    • DOI

      10.1016/j.str.2019.11.019

    • 関連する報告書
      2020 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] Coiled-coilペプチドの大腸菌増殖に対する増殖効果2023

    • 著者名/発表者名
      上野康大、布川優奈、立井龍太郎、中川夏美、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • 学会等名
      第60回日本生化学会北海道支部例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Interaction of Protein/Peptide and other biomolecules from the chemical point of view2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      Biological Chemistry Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional regulation of peptides and proteins via oligomerization2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nakagawa
    • 学会等名
      Biological Chemistry Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The gain of p53-specific function by loss of hetero-oligomer formation2023

    • 著者名/発表者名
      Shuya Sakaguchi, Natsumi Nakagawa, Junya Wada, Fumihito Kitagawa, Takao Nomura, Rui Kamada, James G. Omichinski, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      Biological Chemistry Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of an efficient genome editing method by transient p53 suppression via p53TD peptide2023

    • 著者名/発表者名
      Kodai Ueno, Yuna Nunokawa, Daiki Kurosu, Natsumi Nakagawa, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      Biological Chemistry Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] coiled-coilペプチドによる大腸菌の定常期における増殖促進2023

    • 著者名/発表者名
      中川夏美、立井龍太郎、上野康大、布川優奈、坂口周弥、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • 学会等名
      第9回北海道大学部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GROWTH OF E. COLI IN STATIONARY PHASE ENHANCED BY COILED-COIL PEPTIDES2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nakagawa, Ryutaro Tatei, Kodai Ueno, Yuna Nunokawa, Shuya Sakaguchi, Rui Kamada, and Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      第60回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Argメチル化カスケードによる癌抑制タンパク質p53四量体構造の安定性制御2022

    • 著者名/発表者名
      中川夏美、坂口周弥、和田隼弥、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2022年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Structural and functional evolution of tetramerization in tumor suppressor protein p53 family2022

    • 著者名/発表者名
      Shuya Sakaguchi, Rui Kamada, and Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      36th European Peptide Symposium (EPS) & 12th International Peptide Symposium (IPS) (国際学会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PRMT5によるアルギニンメチル化カスケードを介したp53四量体形成制御機構2022

    • 著者名/発表者名
      中川夏美、坂口周弥、和田隼弥、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] がんおよび免疫制御関連タンパク質の構造と機能に関する化学的研究2022

    • 著者名/発表者名
      鎌田瑠泉
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interaction of Arginine Residues with phosphate group in the Active Site of Ser/Thr Phosphatase PPM1A2021

    • 著者名/発表者名
      Shogo Ito, Itsumi Tani, Yukiko Shirahata, Yasuyuki Shimohigashi, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      35th Anniversary Symposium of The Protein Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Phosphorylation of Nucleolar Protein Nucleophosmin on Nucleolar Formation2021

    • 著者名/発表者名
      Itsumi Tani, Shogo Ito, Yui Oikawa, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      35th Anniversary Symposium of The Protein Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alterations in the stability and hetero-oligomerization of the p53 family in vertebrates2021

    • 著者名/発表者名
      Shuya Sakaguchi, Natsumi Nakagawa, Haytham Wahba, Rui Kamada, James G. Omichinski, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      35th Anniversary Symposium of The Protein Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 核小体タンパク質Nucleophosminのリン酸化による核小体形成制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      谷愛海、伊藤祥吾、及川ゆい、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • 学会等名
      第58回日本生化学会北海道支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物における癌抑制タンパク質p53とp53ファミリーの四量体構造の進化2021

    • 著者名/発表者名
      坂口周弥、中川夏美、鎌田瑠泉、James G. Omichinski、坂口和靖
    • 学会等名
      第58回日本生化学会北海道支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞分化におけるSer/ThrホスファターゼPPM1Dの新規機能の解明2021

    • 著者名/発表者名
      鎌田瑠泉
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会 若手の会第32回サマースクール
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コイルドコイルを介したペプチドの多量体化による生理活性増強効果2021

    • 著者名/発表者名
      布川優奈、坂口周弥、碓井拓哉、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2021年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 好中球セブセットの分極化におけるSer/Thrホスファターゼ PPM1Dの機能解明2021

    • 著者名/発表者名
      鎌田瑠泉
    • 学会等名
      第7回北海道大学部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anti-antibiotic activity of r-Pep2 derived from putative ORF sequence in E.coli rRNA2021

    • 著者名/発表者名
      Yuma Omata, Junya Imaizumi, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      第58回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Prmt5 methylates tumor suppressor protein p53 to regulate the stability of tetramer2021

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nakagawa, Shuya Sakaguchi, Junya Wada, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      第58回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of oligomerized bioactive peptides for eukaryotic and prokaryotic cells2021

    • 著者名/発表者名
      Yuna Nunokawa, Shuya Sakaguchi, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      第58回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Ser/Thr ホスファターゼPPM1D による好中球サブタイプの多様性制御2021

    • 著者名/発表者名
      鎌田瑠泉
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] p53ファミリーの四量体構造とヘテロ多量体の脊椎動物における進化2021

    • 著者名/発表者名
      坂口周弥、中川夏美、鎌田瑠泉、James G. Omichinski、坂口和靖
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2021年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 生細胞蛍光プローブTriazapentalene誘導体を用いた生細胞の刺激応答解析2021

    • 著者名/発表者名
      崎谷愛未、鎌田瑠泉、池内和忠、谷野圭持、坂口和靖
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2021年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Anti-Antibiotic Peptide Derived from Putative ORF in E.coli rRNA2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      18th Akabori Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Changes in the structure and function of the vertebrate p53 family proteins in evolution process2020

    • 著者名/発表者名
      Shuya Sakaguchi, Natsumi Nakagawa, Haytham Wahba, Rui Kamada, James G. Omichinski, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      第20回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] p53ファミリー四量体形成ドメインの脊椎動物の進化における安定化機構2020

    • 著者名/発表者名
      坂口周弥、中川夏美、鎌田瑠泉、James G. Omichinski、坂口和靖
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 好中球分化・多様化におけるp53誘導性ホスファターゼPPM1Dの機能解明2020

    • 著者名/発表者名
      鎌田瑠泉
    • 学会等名
      第6回北海道大学部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Triazapentalene誘導体による生細胞の状態識別2020

    • 著者名/発表者名
      崎谷愛未、鎌田瑠泉、池内和忠、谷野圭持、坂口和靖
    • 学会等名
      第6回北海道大学部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Control of nucleolar formation via nucleolar protein nucleophosmin by PPM1D phosphatase2020

    • 著者名/発表者名
      Itsumi Tani, Yui Oikawa, Shogo Ito, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Changes in structure and stability of p53 family tetramerization domain in vertebrate evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Shuya Sakaguchi, Natsumi Nakagawa, Rui Kamada, James G. Omichinski, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effects of oligomerization through coiled-coil on biological activities2020

    • 著者名/発表者名
      Yuna Nunokawa, Shuya Sakaguchi, Tatsuya Sakaguchi, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ser/Thr phosphatase PPM1D regulates neutrophil differentiation and heterogeneity2020

    • 著者名/発表者名
      Rui Kamada,Fuki Kudoh, Shuji Shigenobu, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Protein Phosphatases
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of nucleolar formation via phosphorylation of nucleolar protein nucleophosmin2020

    • 著者名/発表者名
      Itsumi Tani, Shogo Ito, Yui Oikawa, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Protein Phosphatases
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functions of Ser/Thr phosphatase PPM1D on Adipocyte Differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Sae Uno, Toshiki Tsukamoto, Nozomi Kimura, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Protein Phosphatases
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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