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2014 年度 実績報告書

SUMO化及びO-GlcNAc化によるMAPキナーゼ経路の活性制御機構と疾患

計画研究

研究領域翻訳後修飾によるシグナル伝達制御の分子基盤と疾患発症におけるその破綻
研究課題/領域番号 22117003
研究機関東京大学

研究代表者

武川 睦寛  東京大学, 医科学研究所, 教授 (30322332)

研究分担者 冨田 太一郎  東京大学, 医科学研究所, 助教 (70396886)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードMAPキナーゼ / 翻訳後修飾 / がん / ストレス顆粒
研究実績の概要

ヒト細胞には、主に細胞増殖に作用するERK経路とストレス応答に関与するp38/JNK経路という、複数のMAPキナーゼ経路が存在する。これらMAPK経路の制御異常が、癌や自己免疫疾患などの発症に深く関与する事が知られている。しかしながら、MAPK経路の活性制御機構や、疾患における制御異常の詳細には不明な点が数多く残されており、その解明は疾患克服の観点からも重要である。これまでの研究において我々は、ERK経路のMAPKKであるMEKが、細胞内でユビキチン様分子SUMOによって翻訳後修飾されること、さらにその結果、MEKとその基質であるERKとの分子間結合が阻害されて、ERKの活性化が抑制されることを明らかにした。また、ヒト癌で高率に遺伝子変異が認められる癌遺伝子Rasが、MEKのSUMO化を阻害してERK経路を強く活性化し、発癌を招くことを明らかにした。今年度は、MEKに関する研究をさらに推し進め、先天性Ras-MAPK症候群や孤発性癌で見出されるMEK遺伝子のミスセンス変異が翻訳後修飾の異常を惹起して、発癌や癌細胞の抗癌剤抵抗性獲得に寄与することを見出した。
またMAPKの新たな基質分子として、ERKによってリン酸化される新規分子MCRIP1を同定することに成功し、MCRIP1がEカドヘリン遺伝子の発現を調節する事で上皮間葉転換の制御や癌の転移に関与する事を明らかにした。さらにMAPK経路の活性制御に関わる複数の分子が、細胞内でグリコシル化されていることを見出した。
一方で、ストレス応答MAPK経路の制御に関わる「ストレス顆粒」に関しても研究を展開し、数理生物学研究者と共同して、ストレス顆粒形成の基本原理を数理シミュレーションにより明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Spatio-temporal dynamics and mechanisms of stress granule assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ohshima, Kyoko Arimoto-Matsuzaki, Taichiro Tomida, Mutsuhiro Takekawa, and Kazuhisa Ichikawa
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] MCRIP1, an ERK substrate, mediates ERK-induced epigenetic gene silencing during epithelial-mesenchymal transition by regulating the co-repressor CtBP2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ichikawa, Yuji Kubota, Takanori Nakamura, Jane S. Weng, Taichiro Tomida, Haruo Saito and Mutsuhiro Takekawa
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 58 ページ: 35-46

    • DOI

      doi:10.1016/j.molcel.2015.01.023

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structures of CYLD USP with Met1- or Lys63-linked diubiquitin reveal mechanisms for dual specificity2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sato, Eiji Goto, Yuri Shibata, Yuji Kubota, Atsushi Yamagata, Sakurako Goto-Ito, Keiko Kubota, Jun-ichiro Inoue, Mutsuhiro Takekawa, Fuminori Tokunaga and Shuya Fukai
    • 雑誌名

      Nature Structural and Molecular Biology

      巻: 22 ページ: 222-229

    • DOI

      doi:10.1038/nsmb.2970

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ストレス応答MAPK経路およびp53による中心体複製の制御2014

    • 著者名/発表者名
      武川 睦寛
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 666-670

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞質内ストレス顆粒の形成と細胞生存への寄与2014

    • 著者名/発表者名
      松崎(有本)京子, 武川 睦寛, 斎藤 春雄
    • 雑誌名

      放射線生物学

      巻: 49 ページ: 248-262

    • 査読あり
  • [学会発表] 恒常的活性型JNK変異体の生化学的解析とJNK新規基質分子の同定2015

    • 著者名/発表者名
      中 亮介、久保田 裕二、武川 睦寛
    • 学会等名
      平成26年度 新学術領域研究 がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動 公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-01-27 – 2015-01-28
  • [学会発表] MCRIP1, a novel ERK substrate, mediates ERK-induced epigenetic gene silencing during epithelial-to-mesenchymal transition2015

    • 著者名/発表者名
      Mutsuhiro Takekawa
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Protein midifications in Pathogenic Dysregulation of Signaling
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-01-23 – 2015-01-24
    • 招待講演
  • [学会発表] 癌およびRas/MAPK症候群におけるMEK変異体の異常活性化機構と抗癌剤抵抗性2014

    • 著者名/発表者名
      武川 睦寛
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会(ワークショップ)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] ERKシグナルの時空間制御異常による遺伝子発現プロファイルの変化2014

    • 著者名/発表者名
      久保田 裕二、武川 睦寛
    • 学会等名
      第3回修飾シグナル病若手ワークショップ
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2014-09-30 – 2014-10-01
  • [学会発表] MCRIP1, a novel ERK substrate, mediates ERK-induced gene silencing during ep ithelial-to-mesenchymal transition2014

    • 著者名/発表者名
      Mutsuhiro Takekawa
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会(ワークショップ)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Germ-line and somatic mutations of the MEK gene modulate its kinase activity in congenital Ras-MAPK syndromes and sporadic cancers2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Kubota, Mutsuhiro Takekawa
    • 学会等名
      第9回研究所ネットワーク国際シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-06-20
    • 招待講演
  • [学会発表] MCRIP1, a novel ERK substrate, mediates ERK-induced epigenetic gene regulation by controlling the co-repressor CtBP2014

    • 著者名/発表者名
      Jane S. Weng, Kenji Ichikawa, Mutsuhiro Takekawa
    • 学会等名
      International Student Forum
    • 発表場所
      Odense, Denmark
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-05
  • [学会発表] MEK mutations in congenital Ras-MAPK syndromes or sporadic cancers alter the MEK kinase activity and gene expression profiles2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Kubota, Mutsuhiro Takekawa
    • 学会等名
      東京大学医科学研究所創立記念研究発表会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-05-30
  • [学会発表] MCRIP1, a novel ERK substrate, mediates ERK-induced epigenetic gene regulation by controlling the co-repressor CtBP2014

    • 著者名/発表者名
      Jane S. Weng, Kenji Ichikawa, Mutsuhiro Takekawa
    • 学会等名
      東京大学医科学研究所創立記念研究発表会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-05-30
  • [学会発表] MCRIP1, a novel ERK substrate, mediates ERK-induced epigenetic gene regulation by controlling the co-repressor CtBP2014

    • 著者名/発表者名
      Jane S. Weng, Mutsuhiro Takekawa
    • 学会等名
      東京大学生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-04-26
  • [図書] Protein Modifications in Pathogenic Dysregulation of Signaling2015

    • 著者名/発表者名
      Mutsuhiro Takekawa and Yuji Kubota
    • 総ページ数
      in press
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2016-06-01  

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