細胞競合現象の時空間的解析とその操作

• 研究領域: 細胞競合：細胞社会を支える適者生存システム
• 研究課題/領域番号: 17H05611
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 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)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 蛍光バイオイメージング / 光操作 / 細胞競合

研究実績の概要

本研究は、光による細胞競合の誘導系を開発し、細胞競合の発生を時空間的に厳密に制御すること、同時に分子の活性化、分子間相互作用、イオン濃度変化等を蛍光バイオイメージングで観察し、winner、looser間での細胞競合が生じるための時空間的な分子動態を詳細に明らかにすることを目的に行っている。
昨年度までに、488 nmの光で分子間相互作用が誘導されるCry2-CIBの系を用いて、二つのRas活性化法（RasV12とSosを用いるもの）を構築した。この二つの系を用いて、RasV12の系のみで細胞競合が観察され、Sosによる内在性Rasの活性化では細胞競合が誘導されないことを見出した。この結果は、細胞競合において何がwinnerとlooserを決めるかという根本的課題に迫る緒になると期待された。
しかし、この系では青色光の刺激が必要なため、シグナル伝達研究に有効なフェルスター共鳴エネルギー移動（Foerster resonance energy transfer, FRET）や蛍光タンパク質再構成法（bimolecular fluorescence complementation, BiFC）等の青色光を励起光として用いるイメージング手法との併用が難しい。そこで、それらイメージング手法との併用を目指し、遠赤色光受容タンパク質phytochromeB（PhyB）とphytochrome interaction factor 3（PIF3）の結合を遠赤色光により誘導できるオプトジェネティクスの手法を取り入れた。これにより、遠赤色光照射によりSrcを細胞質から細胞膜あるいはエンドソームに移行させることに成功した。また、様々なオルガネラに局在するPhyBとPIF3を作製し、異種オルガネラ間相互作用を誘導する系も併せて開発した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [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
• [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] 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
• [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
• [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
  • ISBN: 9781493967629