脂質光遺伝学の確立

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19341
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 上田 善文 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (60391877)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• キーワード: 光遺伝学 / クリプトクロム / ホスファチジルイノシトール3,4,5-三リン酸 / PIP3 / スフィンゴシン1リン酸 / S1P

研究実績の概要

本研究は光によって高時間分解能で細胞内に脂質分子を産生するための技術、即ち「脂質光遺伝学」の確立を目指している。そのターゲットとして、細胞増殖を制御するスフィンゴシン1リン酸や細胞分化、細胞運動を制御するホスファチジルイノシトールリン脂質(PIP)を始めとした機能性脂質分子を行った。PIP3に関しては、CRY2を基にした光遺伝学ツール(PPAP1.0)が、青色光依存的にPIP3を産生することを、PIP3シグナルの下流に存在するAktタンパク質のリン酸化の増加を指標に明らかにした。さらに、一細胞に局所的に青色光を照射することで、その領域のみでPIP3を産生させ、ラメリポディアや細胞膜の伸展を誘導することができた(Anal Sci. 2019 Jan 10;35(1):57-63.)。現在、さらに機能向上を目指してPPAP2を開発し、マウスを始めとした個体への応用を目指している。
スフィンゴシン1リン酸の光遺伝学ツール(S1P opto)に関しては、この3年間で、プロトタイプは作製した。現在、機能の向上を目指すために様々なツールのカスタマイズを遂行中である。今後は、より良いツールを作製しS1P optoを発現したメラノーマ細胞などをマウスの皮下などに移植して、青色光有無によって、形成される腫瘍が如何に変化するのかを明らかにしていく予定である。さらに、腫瘍の周辺の微小な転移巣を2光子顕微鏡で観察することも行う。

研究成果

• [雑誌論文] Deficiency of Sphingomyelin Synthase 2 Prolongs Survival by the Inhibition of Lymphoma Infiltration Through ICAM-1 Reduction (2020)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi M, Ueda Y, Matsushita M, Nagaya S, Hashizume C, Arai K, Kabayama K, Fukase K, Watanabe K, Wardhani LO, Hayashi K, Okazaki T.
  • 雑誌名: FASEB J 巻: 34 ページ: 3838-3854
  • DOI: 10.1096/fj.201901783RR
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment and Characterization of a Novel Neuroendocrine Carcinoma Cell Line Derived From a Human Ascending Colon Tumor (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinji S, Sasaki N, Yamada T, Koizumi M, Ohta R, Matsuda A, Yokoyama Y, Takahashi G, Hotta M, Hara K, Takeda K, Ueda K, Kuriyama S, Ishiwata T, Ueda Y, Murakami T, Kanazawa Y, Yoshida H.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 110 ページ: 3708-3717
  • DOI: 10.1111/cas.14221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corticosterone Inhibits the Expression of Cannabinoid receptor-1 and Cannabinoid Receptor Agonist-Induced Decrease in Cell Viability in Glioblastoma Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto N, Ishibashi H, Ueda Y, Nakamura H, Yachie A, Ohno-Shosaku T.
  • 雑誌名: Oncol Lett. 巻: 18 ページ: 1557-1563
  • DOI: 10.3892/ol.2019.10456
  • 査読あり
• [雑誌論文] A split CRISPR-Cpf1 platform for inducible genome editing and gene activation (2019)
  • 著者名/発表者名: Nihongaki Yuta、Otabe Takahiro、Ueda Yoshibumi、Sato Moritoshi
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 15 ページ: 882～888
  • DOI: 10.1038/s41589-019-0338-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Engineering of Dual-Cys Cyanobacteriochrome AM1_1186g2 for Biliverdin Incorporation and Far-Red/Blue Reversible Photoconversion (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuwasaki Yuto、Miyake Keita、Fushimi Keiji、Takeda Yuka、Ueda Yoshibumi、Nakajima Takahiro、Ikeuchi Masahiko、Sato Moritoshi、Narikawa Rei
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 ページ: 2935～2935
  • DOI: 10.3390/ijms20122935
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational conversion of chromophore selectivity of cyanobacteriochromes to accept mammalian intrinsic biliverdin (2019)
  • 著者名/発表者名: Fushimi Keiji、Miyazaki Takatsugu、Kuwasaki Yuto、Nakajima Takahiro、Yamamoto Tatsuro、Suzuki Kazushi、Ueda Yoshibumi、Miyake Keita、Takeda Yuka、Choi Jae-Hoon、Kawagishi Hirokazu、Park Enoch Y.、Ikeuchi Masahiko、Sato Moritoshi、Narikawa Rei
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 116 ページ: 8301～8309
  • DOI: 10.1073/pnas.1818836116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epidermal growth factor-nanoparticle conjugates change the activity from anti-apoptotic to pro-apoptotic at membrane rafts (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Shota、Iwamaru Yoshifumi、Shimizu Yoshihisa、Ueda Yoshibumi、Sato Moritoshi、Yamaguchi Kazuo、Nakanishi Jun
  • 雑誌名: Acta Biomaterialia 巻: 88 ページ: 383～391
  • DOI: 10.1016/j.actbio.2019.02.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat attenuates sensitivity of mammalian cells to capsaicin (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Naotoshi、Matsuzaki Kentaro、Katakura Masanori、Nakamura Hiroyuki、Ueda Yoshibumi、Yachie Akihiro、Shido Osamu
  • 雑誌名: Journal of Biochemical and Molecular Toxicology 巻: 33 ページ: e22288～e22288
  • DOI: 10.1002/jbt.22288
• [学会発表] マウス生体内イメージングを用いた一つ一つのがん細胞の ユニークな振る舞いの可視化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田善文、小澤岳昌
  • 学会等名: 第13回バイオ関連化学シンポジウム2019