究極の細胞核再構成系の構築を目指した生細胞内における人工核創製の試み

• 研究課題/領域番号: 25650073
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 独立行政法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 小林 昇平 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所バイオICT研究室, 主任研究員 (40425765)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 核膜 / DNAビーズ / BAF / autophagy / live CLEM / DNAセンサー / オートファジー回避 / 人工細胞核 / ビーズ

研究成果の概要

本研究は、生きたヒト培養細胞に生体分子結合ビーズを導入し、それを種として細胞内に「人工細胞核（核膜）」を創製することを目的とする。核膜形成への関与が知られている分子を結合させたビーズの周囲で起こる現象について、生細胞蛍光―電子相関観察法等によって解析した結果、DNAやBAFなどを結合させたビーズの周囲に、核膜に類似した形態の膜構造が形成されることを見出した。また、DNA結合ビーズの周囲におけるBAF依存的な核膜様構造の形成が、ビーズのオートファジー回避に繋がることを明らかにした。以上の結果から、生細胞内に導入したビーズの周囲に核膜様構造の形成を誘導できる実験系の構築に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] BAF is a cytosolic DNA sensor that leads to exogenous DNA avoiding autophagy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi,S., Koujin, T., Kojidani, T., Osakada, H., Mori, C., Hiraoka, Y., Haraguchi, T.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 印刷中 号: 22 ページ: 7027-7032
  • DOI: 10.1073/pnas.1501235112
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Externally Controllable Molecular Communication Systems. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakano, T., Kobayashi, S., Suda, T., Okaie, Y., Hiraoka, Y., Haraguchi, T.
  • 雑誌名: IEEE Journal of Selected Areas in Communications 巻: 32 ページ: 2417-2431
  • DOI: 10.1145/2619955.2619971
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recruitment of the autophagic machinery to endosomes during infection is mediated by ubiquitin (2013)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Fujita et al.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 203 号: 1 ページ: 115-128
  • DOI: 10.1083/jcb.201304188
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Artificial induction of organelle formation in a living cell. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, S.
  • 雑誌名: Journal of the NICT 巻: 60 ページ: 41-44
  • NAID: 130008037059
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞内小器官の改変、人工小器官の作成技術. (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林昇平
  • 雑誌名: NICT季報 巻: 59 ページ: 37-40
  • 査読あり
• [学会発表] BAFによる外来DNAのオートファジー回避 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林昇平、荒神尚子、糀谷知子、小坂田裕子、森 知栄、平岡 泰、原口徳子
  • 学会等名: 第32回染色体ワークショップ
  • 発表場所: 安芸グランドホテル（広島県）
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [学会発表] 細胞内導入人工ビーズで明らかになったクロマチン-核膜タンパク質相互作用の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原口徳子、小林昇平、荒神尚子、小坂田裕子、糀谷知子、森 知栄、平岡 泰
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館・グランドプリンスホテル京都（京都府）
  • 年月日: 2014-10-18
• [学会発表] 核膜形成における核膜タンパク質とクロマチンの動的相互作用の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原口 徳子、小林 昇平、荒神 尚子、小坂田 裕子、糀谷 知子、森 知栄、平岡 泰
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] BAFによる外来物質のオートファジー回避 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林昇平、荒神尚子、糀谷知子、小坂田裕子、森 知栄、平岡 泰、原口徳子
  • 学会等名: 第六回光イメージング若手の会（光塾）
  • 発表場所: （独）情報通信研究機構未来ICT研究所（兵庫県）
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-07
• [学会発表] BAF依存的な膜集合による外来DNAのオートファジー回避 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林昇平、荒神尚子、糀谷知子、小坂田裕子、森 知栄、平岡 泰、原口徳子
  • 学会等名: 第66回細胞生物学会年会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂（奈良県）
  • 年月日: 2014-06-11
• [学会発表] 微小核の形成・維持の仕組みの解析から明らかになった核膜の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原口 徳子、荒神 尚子、小坂田 裕子、糀谷 知子、小林 昇平、舛本 寛、平岡 泰
  • 学会等名: 第66回細胞生物学会年会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂（奈良県）
  • 年月日: 2014-06-11
• [学会発表] BAF依存的な核膜集合は外来DNAへのオートファジー集合を回避する. (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森 知栄、荒神尚子、平岡 泰、原口徳子.
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [学会発表] 核膜形成に対するクロマチン－核膜タンパク質相互作用の役割. (2013)
  • 著者名/発表者名: 原口徳子、小林昇平、荒神尚子、小坂田裕子、糀谷知子、森 知栄、平岡 泰.
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
  • 招待講演
• [学会発表] BAF依存的なDNAビーズのオートファジー回避. (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林昇平、糀谷知子、小坂田裕子、森 知栄、荒神尚子、平岡 泰、原口徳子.
  • 学会等名: 若手イメージング研究会
  • 発表場所: 東京理科大学（千葉県）
• [図書] 生体模倣技術と新材料・新製品開発への応用（第三章 第一節 生細胞が行う分子通信のメカニズムとその産業応用への期待） (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林昇平
  • 総ページ数: 702
  • 出版者: 株式会社 技術情報協会
• [備考] 外から来たDNAの細胞内侵入を感知するDNAセンサーを発見
  • URL: http://www.nict.go.jp/press/2015/05/19-1.html