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2017 年度 実績報告書

エンドソームとミトコンドリアの物理的相互作用と機能連関による細胞機能の調節機構

研究課題

研究課題/領域番号 17H04016
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 – 2020-03-31
キーワード細胞内小器官 / 蛍光イメージング
研究実績の概要

低分子量Gタンパク質Rasと標的分子複合体のうち、Ras-PI3K複合体のみがエンドソーム移行する分子メカニズムの解明を目指した。標的因子のRas-binding domain(RBD)のアミノ酸配列解析により、PI3K-RBDに存在する特徴的な配列を同定した。この配列を欠損させるとRas-PI3Kのエンドソーム局在が抑制されたことから、Ras-PI3K endosomal localization domain(RAPEL domain)と命名した。RAPEL過剰発現によりエンドサイトーシスが抑制された。また、エンドサイトーシスを介して細胞に侵入するインフルエンザウイルスの感染も抑制された。さらに、RAPELと細胞膜透過性ペプチド(cell penetrating peptide, CPP)との誘導ペプチドを合成した。ペプチドを導入した細胞にインフルエンザウイルスを暴露したところ、感染抑制効果が認められた。以上より、RAPELはペプチド療法にも応用可能であることが示された。これらの結果は、現在学術雑誌に投稿、リバイス中である。
一方、上記の結果は、RAPELに結合する因子がRas-PI3K複合体のエンドソーム移行とエンドサイトーシスを制御することを示唆するものである。RAPEL結合因子を質量分析法と酵母ツーハイブリッド法でスクリーニングしたところ、合計50個の因子が同定された。このうち、8個がミトコンドリアの物質輸送に関連する分子であった。このうち、因子Xについて詳細な解析を行ったところ、この因子のノックダウンでエンドサイトーシスが抑制された。一方、他の因子Yをノックダウンしたところ、エンドサイトーシスが亢進した。すなわち、XはRas-PI3Kシグナルによるエンドサイトーシス制御に対する正の制御因子でること、Yは負の制御因子であることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
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

概ね調書記載の計画通りの進捗であるため。

今後の研究の推進方策

当初計画にしたがって、上記の因子X、Yに加えて他の6因子についても以下の(1)から(8)の実験を進める。(1)RAPELとの結合の確認および結合様式の決定、(2)ノックダウン/ノックアウト細胞と野生型/変異型因子による再構成、(3)細胞内局在の決定、(4)Ras-PI3K局在制御における機能解析、(5)ミトコンドリア―エンドソーム相互作用の解析、(6)ファミリー/アイソフォームにおける機能の保存性の有無の検討、(7)候補因子とミトコンドリア相互連関によるエンドサイトーシスの調節機構、(8)候補因子とエンドソームによるミトコンドリア機能の調節機構。
まら、これらの結果にもとづいて、オルガネラ動態と細胞機能のモデル化を実施する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Epstein-Barr Virus Acquires Its Final Envelope on Intracellular Compartments With Golgi Markers2018

    • 著者名/発表者名
      Nanbo Asuka、Noda Takeshi、Ohba Yusuke
    • 雑誌名

      Front Microbiol.

      巻: 9 ページ: 454

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.00454

    • 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 study2018

    • 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 ページ: 印刷中

    • 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 particles2018

    • 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 ページ: e1006848~

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1006848

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell competition with normal epithelial cells promotes apical extrusion of transformed cells through metabolic changes2017

    • 著者名/発表者名
      Kon Shunsuke、(35名省略)、Ohba Yusuke、(1名省略)、Fujita Yasuyuki
    • 雑誌名

      Nat Cell Biol

      巻: 19 ページ: 530~541

    • DOI

      10.1038/ncb3509

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rab5-regulated endocytosis plays a crucial role in apical extrusion of transformed cells2017

    • 著者名/発表者名
      Saitoh Sayaka、Maruyama Takeshi、Yako Yuta、Kajita Mihoko、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Kasai Nobuhiro、Sugama Natsu、Kon Shunsuke、Ishikawa Susumu、Hayashi Takashi、Yamazaki Tomohiro、Tada Masazumi、Fujita Yasuyuki
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA

      巻: 114 ページ: E2327~E2336

    • DOI

      10.1073/pnas.1602349114

    • 査読あり
  • [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
    • 招待講演
  • [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 domain2017

    • 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

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公開日: 2018-12-17  

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