核内RNAボディによるクロマチン制御機構の解明

2022 年度 実績報告書

• 研究領域: 遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル
• 研究課題/領域番号: 18H05531
• 研究機関: 公益財団法人がん研究会
• 研究代表者: 斉藤 典子 公益財団法人がん研究会, がん研究所 がん生物部, 部長 (40398235)
• 研究分担者: 落合 博 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (60640753)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2023-03-31
• キーワード: RNAボディ / 遺伝子発現制御 / クロマチン / 核内構造体

研究実績の概要

真核生物の細胞核内には、生体膜に囲まれない構造体であるRNAボディが多数存在する。これらは、ノンコーディングRNAとタンパク質複合体が凝集して形成されたもので、核内の局所に転写に関連する因子を濃集させる。RNAボディは、近隣クロマチンの転写の起こりやすさに対するクロマチンポテンシャルを理解する鍵と考えられる。本研究では、真核生物に普遍的に存在し、かつ核内最大のRNAボディである核小体と、ER陽性乳がんに特異的なエレノアクラウドに着目している。これらの形成機序、転写制御機能、物性、細胞分化や疾患における役割の解析を行い、核内RNAボディによるクロマチン制御機構を解明することを目的としている。本年度は主に、エレノアRNAから構成されるエレノアクラウドの生体内の意義の解明に努めた。臨床検体を用いた解析により、エレノアの発現はERを発現するER陽性乳がん症例に限定され、かつERの発現度合いに相関をみとめた。これは、今細胞株を用いた研究から得られた、「エレノアはERをコードするESR1遺伝子の転写を活性化する」という結果とよく一致するものであった。興味深いことに、原発巣でエレノアを発現するケースは、晩期再発（術後5年以上経って再発）の頻度が高いことがわかった。さらにERの発現と乳がん幹細胞マーカーであるCD44の発現に相関がみとめられ、細胞核内でCD44とエレノアが頻繁に共局在することを見出し、CD44の転写活性にエレノアが必要であることを明らかにした。エレノアは乳がん幹細胞維持を介して、がんの長期休眠に貢献し、それが晩期再発につながることを見出した。基礎研究と臨床をつなぐ新たな知見が得られた。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] University of Kansas(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Kansas
• [雑誌論文] POLR1A variants underlie phenotypic heterogeneity in neural, craniofacial, and cardiac anomalies (2023)
  • 著者名/発表者名: Smallwood, K., Saitoh, N., Weaver, K. N. , et al.
  • 雑誌名: The American Journal of Human Genetics 巻: 110(5) ページ: 1_17
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2023.03.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Methylated histones on mitotic chromosomes promote Topoisomerase IIα function for high-fidelity chromosome segregation (2023)
  • 著者名/発表者名: Sundararajan, S., Park, H., Kawano, S., Johansson, M., Lama, B., Saito-Fujita, T., Saitoh, N., Arnaoutov, A., Dasso, M., Wang, Z., Keifenheim, D., Clarke D.J., Azuma, Y.
  • 雑誌名: iScience 巻: 26(5) ページ: 106743
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.106743
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mathematical model of structural changes in nuclear speckle. (2023)
  • 著者名/発表者名: Wakao, S., Saitoh, N., Awazu, A.
  • 雑誌名: Biophysics and Physicobiology 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v20.0020
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ELEANOR non-coding RNA expression contributes to cancer dormancy and predicts late recurrence of ER-positive breast cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Fukuoka, M., Ichikawa, Y., Osako, T., Fujita, T., Baba, S., Takeuchi, K., Tsunoda, N., Ebata, T., Ueno, T., Ohno, S., *Saitoh, N.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 113 ページ: 2336-235
  • DOI: 10.1111/cas.15373
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The 3′ Pol II pausing at replication-dependent histone genes is regulated by Mediator through Cajal bodies’ association with histone locus bodies. (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, H., Abe, R., Shimada, M., Hirose, T., Hirose, H., Noguchi, K., Ike, Y., Yasui, N., Furugori, K., Yamaguchi, Y., Toyoda, A., Suzuki, Y., Yamamoto, T., Saitoh, N., Sato, S., Tomomori-Sato, C., Conaway, R., Conaway, J., Takahashi, H.
  • 雑誌名: Nature Commun 巻: 3(1) ページ: 2905
  • DOI: 10.1038/s41467-022-30632-w.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] STREAMING-tag system reveals spatiotemporal relationships between transcriptional regulatory factors and transcriptional activity (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohishi, H., Shimada, S., Uchino, S., Li, J., Sato, Y., Shintani, M., Owada, H., Ohkawa, Y., Pertsinidis, A., Yamamoto, T., *Kimura, H., *Ochiai, H
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 ページ: 7672
  • DOI: 10.1038/s41467-022-35286-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Chromatin Associating Long Non-coding RNAs in Late Recurrence of Breast Cancer. (2023)
  • 著者名/発表者名: Saitoh, N., Tachiwana, H.
  • 学会等名: International Symposium On Chromatin Architecture: Structure And Function (ERATO)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Localization of transcriptional regulator condensates in transcriptional bursting revealed by STREAMING-tag system (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: Cretan RNA Salon Seminar Series
  • 招待講演
• [学会発表] マウス多能性幹細胞における転写動態制御機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 第4回ゲノム生物物理学セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Chromatin associating long non-coding RNAs involved in dormancy for late recurrence of breast cancer. (2022)
  • 著者名/発表者名: Saitoh, N., Yamamoto, T., Ichikawa, Y., Fukuoka, M., Tachiwana, H.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting, Epigenetics & Chromatin
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Non-coding RNAs in the molecular condensate contribute to chromatin regulation and tumor dormancy in late recurrence of breast cancer. (2022)
  • 著者名/発表者名: Saitoh, N., Ichikawa, Y., Fukuoka, M.
  • 学会等名: The FASEB Meeting, The Nuclear Bodies Conference: Hubs of Genomic Activity
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ELEANOR non-coding RNAs activate the chromatin domain, balancing cell death and proliferation in the breast cancer dormancy. (2022)
  • 著者名/発表者名: Saitoh, N.
  • 学会等名: 第4５回日本分子生物学会年会3AW-08
  • 招待講演
• [学会発表] 乳がんの休眠に寄与するクロマチン制御ノンコーディングRNA. (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: 第4５回日本分子生物学会年会 2AW-16
  • 招待講演
• [学会発表] 乳がんの晩期再発におけるノンコーディングRNAのゲノム調節. (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: 第95回日本生化学会大会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 機能性RNAが制御するゲノムDNAとがん (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: 第467回つくば分子生命科学セミナー.
  • 招待講演
• [学会発表] クロマチン構造 エピジェネティクスとノンコーディングRNA 再発乳がんの診断と治療応用の可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: 福島県立医科大学医学部２年 基礎特別講義
  • 招待講演
• [学会発表] 乳がんにおけるノンコーディングRNAによる染色体の構造と機能の制御. (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: 染色体学会第73回年会
  • 招待講演
• [学会発表] ELEANOR non-coding RNAs associate with chromatin, and contribute to the 3D genome structure in breast cancer. (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, T., Ichikawa, Y., Palihati, M., Saitoh, N.
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 非コードRNAが駆動するがんの悪性化とその分子基盤. (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会モーニングレクチャー
  • 招待講演
• [学会発表] 乳がんにおけるエピジェネティクス-再発乳がんに関わるノンコーディングRNAエレノアの解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: Breast Cancer Symposium 2022特別講演II
  • 招待講演
• [学会発表] ノンコーディングRNA が制御する高次生命現象とがん進展. (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: 第30回日本乳癌学会学術総会.
  • 招待講演
• [学会発表] 再発乳がんにおけるゲノム３次元構造と核内ノンコーディング RNA. (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤 典子、 市川 雄一、福岡恵.
  • 学会等名: 第74回日本細胞生物学会大会. シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 長鎖ノンコーディングRNAによる再発乳がんのエピジェネティクス制御. (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子
  • 学会等名: 第23回ホルモンと癌研究会 教育講演
  • 招待講演
• [学会発表] Approaches to identify and characterize the roles of the ELEANOR non-coding RNA in breast cancer. (2022)
  • 著者名/発表者名: マルダン・パルハット
  • 学会等名: 2022年度新学術領域学術研究支援基盤先端モデル動物支援プラットフォーム
• [学会発表] Approaches to characterize the roles of the ELEANOR non-coding RNA in breast cancer. (2022)
  • 著者名/発表者名: Maierdan, P.
  • 学会等名: 新学術領域・学術変革領域A合同「若手の会2022」
• [学会発表] 組織切片からエピゲノム情報を取得する手法の開発. (2022)
  • 著者名/発表者名: 松戸亮太
  • 学会等名: 新学術領域・学術変革領域A合同「若手の会2022」
• [学会発表] 超解像イメージングから解き明かす転写動態と転写制御因子クラスターの関係性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 第78回学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] イメージングによる転写動態制御機構の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 遺伝学研究所研究会「染体安定維持研究会」
  • 招待講演
• [学会発表] 高次ゲノム構造と転写ダイナミクス (2022)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 一般財団法人 染色体学会 第73 回（2022 年度）年会
  • 招待講演
• [学会発表] 高次ゲノム構造と転写の動態 (2022)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 令和4年遺伝研究会 クロマチン・細胞核構造の動的変換とゲノム機能制御
  • 招待講演
• [学会発表] Revealing regulatory mechanisms of transcriptional dynamics by single-gene imaging system (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: Single Molecule & Chromatin meeting 2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 単一遺伝子イメージングから解き明かす転写活性依存的な転写制御因子凝集体の形成 (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptional dynamics regulated by non-genomic codes (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: The 1st International Symposium on REPLICATION of NON GENOME
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 遺伝子発現動態の定量的理解 (2022)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 定量生物学の会 第十回年会
  • 招待講演
• [図書] 「実験医学」増刊 第40巻 (2022)
  • 著者名/発表者名: 斉藤典子、立和名博昭、松戸亮太
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 978-4-7581-0404-3
• [図書] 「病理と臨床」2022年臨時増刊号40巻 (2022)
  • 著者名/発表者名: 立和名博昭、斉藤典子
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 文光堂
  • ISBN: 978-4-7581-0404-3
• [備考] がん研究所がん生物部
  • URL: http://202.242.5.28/laboratory/department/cancer_biology/www/index.html
• [備考] がん研究所
  • URL: https://www.jfcr.or.jp/laboratory/department/cancer_biology/index.html
• [産業財産権] ＥＲ陽性乳がんの晩期再発を検査する方法、及び治療薬のスクリーニング方法 (2022)
  • 発明者名: 福岡 恵、斉藤 典子、他
  • 権利者名: 福岡 恵、斉藤 典子、他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2022-65345