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2021 年度 実績報告書

DNA品質管理を担う核-小胞体連携ゾーンの解析

計画研究

研究領域細胞機能を司るオルガネラ・ゾーンの解読
研究課題/領域番号 17H06416
研究機関広島大学

研究代表者

今泉 和則  広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (90332767)

研究分担者 金子 雅幸  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (10322827)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワードシグナル伝達 / オルガネラゾーン / DNA損傷応答 / 小胞体 / ERストレスセンサー
研究実績の概要

本研究課題では、小胞体膜貫通型転写因子OASISが核膜損傷部に集積する分子機構とその生理機能を明らかにするとともに、OASISが集積する核-小胞体連携ゾー ンの形成機構ならびに生体における役割を解明する。今年度は以下のことを明らかにした。1)核膜損傷部の応答機構(核-小胞体連携ゾーン形成機序);各種の核膜傷害モデル(コンプレッション、狭小部通過、レーザー照射、ネルフィナビルによる核膜傷害モデルなど)を使い核膜損傷部にOASISとともに集積する分子をTurboID法でスクリーニングし複数の候補を見出した。そのうちのひとつであるSIL1は小胞体分子シャペロンBiPのATPase活性を制御する役割を有しており、破綻した核膜局所でタンパク質折り畳み制御が行われている可能性を見出した。損傷部への集積もOASISと同じ挙動をとり協調して核膜修復に働くことが示唆された。2)がんにおける核膜ストレス応答とOASISの役割;がん細胞の悪性度の指標のひとつに核形態異常 (核膜構造の異常)が挙げられる。興味深いことにいくつかのがん種で OASIS 遺伝子のプロモーター領域がDNAメチル化を受け、それに伴ってOASISの発現が低下していることがわった。それら細胞の核膜ストレスに対する応答をみてみると、メカニカルストレスによって誘導される核膜破綻の修復能が低下していた。人為的に OASIS 遺伝子の脱メチル化を誘導し発現を高めると (エピゲノム編集)、ESCRTなどの修復因子による核膜修復が促進されがん細胞の核形態変化が改善できた。またそれに伴って細胞増殖スピードも低下した。免疫不全マウスにがん細胞を移植し、その後エピゲノム編集操作を施すとがん細胞の核膜形態が回復するとともに細胞増殖が停止してがんの成長が大幅に抑制できることが確認できた。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] Washington University School of Medicine(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Washington University School of Medicine
  • [雑誌論文] Advances in understanding the mechanisms of repairing damaged nuclear envelop2022

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa Yasunao、Imaizumi Kazunori
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: - ページ: 1-9

    • DOI

      10.1093/jb/mvac012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Loss of Function of Mutant IDS Due to Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation: New Therapeutic Opportunities for Mucopolysaccharidosis Type II2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuhisa Koji、Imaizumi Kazunori
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 12227~12227

    • DOI

      10.3390/ijms222212227

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] OASIS/CREB3L1 is a factor that responds to nuclear envelope stress2021

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa Yasunao、Saito Atsushi、Matsuhisa Koji、Kaneko Masayuki、Asada Rie、Horikoshi Yasunori、Tashiro Satoshi、Imaizumi Kazunori
    • 雑誌名

      Cell Death Discovery

      巻: 7 ページ: 152

    • DOI

      10.1038/s41420-021-00540-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 核膜ストレス応答の分子機構とその制御2022

    • 著者名/発表者名
      今泉和則
    • 学会等名
      令和3年度 新学術領域「オルガネラゾーン」班会議
  • [学会発表] 小胞体膜貫通型転写因子OASISによる核膜ストレス応答機構解明2021

    • 著者名/発表者名
      上川泰直, 齋藤敦, 松久幸司, 今泉和則
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] アストロサイトにおける核膜ストレスの分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      上川泰直, 齋藤敦, 今泉和則
    • 学会等名
      第64回日本神経化学会大会
  • [学会発表] Regulations of cellular senescence in glioblastoma mediated by ER-resident transcription factor OASIS.2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Saito, Tetsuro Yoshimaru, Yosuke Matsushita, Toyomasa Katagiri, Kazunori Imaizumi
    • 学会等名
      第64回日本神経化学会大会
  • [学会発表] 小胞体および核膜のストレス応答機構と生理・病態制御2021

    • 著者名/発表者名
      今泉和則
    • 学会等名
      Cardiology Research & Clinical seminar
    • 招待講演
  • [学会発表] 浸透圧誘導性ユビキチンリガーゼRNF183はNKCC1のリソソーム分解を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      岡元拓海, 今泉和則, 金子雅幸
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2021
  • [産業財産権] OASIS遺伝子の脱メチル化のための核酸及びそれを用いた脱メチル化方法2021

    • 発明者名
      今泉和則, 齋藤敦
    • 権利者名
      今泉和則, 齋藤敦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2021/018886
    • 外国

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公開日: 2022-12-28  

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