分子間相互作用に基づくシグナル伝達網解析のための無細胞プロテオーム技術の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 数理解析に基づく生体シグナル伝達システムの統合的理解
• 研究課題/領域番号: 16H06579
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 澤崎 達也 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (50314969)
• 研究分担者: 高橋 宏隆 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 講師 (70432804)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: プロテオミクス / 無細胞 / NF-kB / プロテインアレイ / シグナル伝達経路 / 数理シグナル

研究実績の概要

ヒトがもつ2万種のタンパク質 を54枚の384穴プレートに取り揃えプロテインアレイ（20K-HUPA）を用いて、細胞内シグナル伝達経路に関わるタンパク質と相互作用するタンパク質をアルファスクリー ン法により大規模同定を行った。申請者が見出したNF-kBシグナルに関与するCUBL1と相互作用するタンパク質の大 規模同定をモデル実験的に行い、20K-HUPA技術の問題点・改良点、系のコストダウンの方向性を探った。改良・コ ストダウンを測った20K-HUPA技術を用いて、A01班を中心とした計画班が研究対象にしているMAPKおよびNF-kBシグナル伝達経路に関与するタンパク質の大規模相互作用解析を、次に公募班を中心とした様々な細胞内シグナル 伝達経路に関与するタンパク質の大規模相互作用解析を行い、得られたデータをA02班へ提供した。A01班および A02班と協力して、相互作用ビックデータから“数理シグナル”学術アプローチに向けた方法論の構築を目指して研究を行った。
上記の状況から、平成28年度は下記の2つの研究項目を進めた。
I. 20K-HUPAを用いたCUBL1と相互作用するタンパク質の大規模解析：20K-HUPAの中から、CUBL1と相互作用するタンパク質を新たに4種類見出した。その中の少なくとも２種類は、細胞内でCUBL1依存的にユビキチン化していることが示唆された。
II. 計画班を中心としたMAPKおよびNF-kBシグナル伝達を対象とした20K-HUPAを用いた大規模タンパク質-タン パク質相互作用解析：A01班の先生がこれまで研究対象としてきた２種類のタンパク質に対して、20K-HUPAを用いて相互作用解析を行った結果、複数種類の新規相互作用タンパク質を見出すことに成功した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ヒトがもつ2万種のタンパク質 を54枚の384穴プレートに取り揃えプロテインアレイ(20K-HUPA)を用いて、CUBL1の相互作用タンパク質基質、他の領域班の標的タンパク質の相互作用タンパク質基質を取得することができたため。

今後の研究の推進方策

平成28年度に見出したCUBL1との相互作用タンパク質の解析は、１）共発現・免疫沈降による細胞内での相互作用解析、２）in vitroでのCUBL1による相互作用タンパク質のユビキチン化解析、３）siRNA処理により内在相互作用タンパク質の安定性解析の３つを中心に行う。
平成２９年度から新たに公募班が加わるため、公募班との密接な連携を進め、相互作用プロテオミクスを行う。

研究成果

• [雑誌論文] Interaction between RNF8 and DYRK2 is required for the recruitment of DNA repair molecules to DNA double-strand breaks. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Taira Nihira N, Yogosawa S, Aoki K, Takeda H, Sawasaki T, Yoshida K. Interaction between RNF8 and DYRK2 is required for the recruitment of DNA repair molecules to DNA double-strand breaks.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 591 ページ: 842-853
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12596.
  • 査読あり
• [雑誌論文] HTLV-1 Tax Induces Formation of the Active Macromolecular IKK Complex by Generating Lys63- and Met1-Linked Hybrid Polyubiquitin Chains. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibata Y, Tokunaga F, Goto E, Komatsu G, Gohda J, Saeki Y, Tanaka K, Takahashi H, Sawasaki T, Inoue S, Oshiumi H, Seya T, Nakano H, Tanaka Y, Iwai K, Inoue JI.
  • 雑誌名: PLoS Pathogens 巻: 13 ページ: e1006162
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006162.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] OsMYC2, an essential factor for JA-inductive sakuranetin production in rice, interacts with MYC2-like proteins that enhance its transactivation ability. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ogawa S, Miyamoto K, Nemoto K, Sawasaki T, Yamane H, Nojiri H, Okada K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 40175
  • DOI: 10.1038/srep40175.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Plant Aurora kinases interact with and phosphorylate transcription factors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takagi M, Sakamoto T, Suzuki R, Nemoto K, Obayashi T, Hirakawa T, Matsunaga TM, Kurihara D, Nariai Y, Urano T, Sawasaki T, Matsunaga S.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 129 ページ: 1165-1178
  • DOI: 10.1007/s10265-016-0860-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bach2-Batf interactions control Th2-type immune response by regulating the IL-4 amplification loop. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara M, Ise W, Ochi M, Suzuki J, Kometani K, Maruyama S, Izumoto M, Matsumoto A, Takemori N, Takemori A, Shinoda K, Nakayama T, Ohara O, Yasukawa M, Sawasaki T, Kurosaki T, Yamashita M.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 ページ: 12596
  • DOI: 10.1038/ncomms12596.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Linear ubiquitination is involved in the pathogenesis of optineurin-associated amyotrophic lateral sclerosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa S, Oikawa D, Ishii R, Ayaki T, Takahashi H, Takeda H, Ishitani R, Kamei K, Takeyoshi I, Kawakami H, Iwai K, Hatada I, Sawasaki T, Ito H, Nureki O, Tokunaga F.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 ページ: 12547
  • DOI: 10.1038/ncomms12547.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大学・自治体協同による地方大学発バイオベンチャーの生き残り術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤崎達也
  • 学会等名: 平成２８年度 地域コトづくりセンター報告会＆シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] プロテオーム大規模解析が切り開く新たな生化学研究：コムギ無細胞系を基盤とした２つの大規模生化学的解析法：ヒト２万種プロテインアレイによるインタラクトーム解析とケミカルバイオロジーに向けた薬剤開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤崎達也, 高橋宏隆
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学・仙台国際センター（宮城研仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25 – 2016-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] コムギ無細胞系を基盤とした蛋白質の合成・機能解析技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤崎達也
  • 学会等名: 第40回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 指宿ベイテラス（鹿児島県指宿市）
  • 年月日: 2016-08-26 – 2016-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] コムギ無細胞技術を基盤とした研究支援 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤崎達也
  • 学会等名: 神戸大学バイオシグナル総合研究センター設置記念シンポジウム
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-08-22
  • 招待講演
• [備考] 澤崎研HP
  • URL: http://www.pros.ehime-u.ac.jp/cell-free/index.html