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2019 年度 実績報告書

内在性レトロウイルスを摂動とする遺伝子発現および腫瘍病態の変容メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J01713
研究機関東京大学

研究代表者

伊東 潤平  東京大学, 医科学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワード内在性レトロウイルス / トランスポゾン / 遺伝子発現制御ネットワーク / Pan-cancer analysis
研究実績の概要

腫瘍において多数の遺伝子が発現異常を呈していることが知られているが、その原因は明らかでない。内在性レトロウイルス (endogenous retrovirus; ERV) はトランスポゾンの一種であり、ヒトにおいてはゲノムの約8%を占めている。ERVは自身の配列中に多数の転写調節エレメントを含んでおり、エンハンサーとして、近傍の遺伝子の発現に様々な影響を与えている (Ito et al., 2017, PLoS Genet.)。申請者を中心とする研究チームは、「腫瘍における内在性レトロウイルスの異常活性化が、腫瘍における遺伝子発現異常の一因である」という作業仮説を立てた。そして令和元年度は、この仮説を検証するために、公共データベースに登録された腫瘍マルチオミクスデータの大規模な情報解析、および細胞生物学的手法による実験的検証に取り組んだ。その結果、腫瘍における内在性レトロウイルスの活性化が、転写因子であるKRAB zinc-finger familyタンパク質群の発現誘導を介し、腫瘍の増殖および遊走・浸潤能等の形質を抑制することを明らかにした。さらに、がん患者予後データとの統合解析から、腫瘍において内在性レトロウイルスが活性化している患者ほど、良好な臨床転帰を示すことを明らかにした。これらの結果は、内在性レトロウイルスおよびKRAB zinc-finger familyタンパク質は、腫瘍の進展に対し抑制的に働いている可能性を示唆している。本研究成果はBioRxiv上にてプレプリントとして公開済み(https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.02.931501v1)であり、また国際学術誌に論文投稿中である。以上のように、本研究プロジェクトは当初の計画通りに極めて順調に進行中である。

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

令和元年度の目標は、研究開始時に設定した作業仮説「腫瘍における内在性レトロウイルスの異常活性化が、腫瘍における遺伝子発現異常の一因である」を実証するための実験を行う予定であったが、これは当初の計画通り順調に進行している。また研究成果の一部はBioRxiv上にて公開済みであり、また国際学術誌に論文投稿中である。以上のように、本研究プロジェクトは当初の計画通りに極めて順調に進行中である。

今後の研究の推進方策

令和2年度の目標は、腫瘍の遺伝子発現制御ネットワークにおいて内在性レトロウイルスの役割を解析することである。このために、腫瘍における内在性レトロウイルスの活性化が、転写因子であるKRAB zinc-finger familyタンパク質群の発現誘導に繋がることを証明するための追加実験を行う。さらに、現在投稿中である論文を完成するために必要な追加実験を行う。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 オープンアクセス 7件、 査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学ローザンヌ校 (EPFL)(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      スイス連邦工科大学ローザンヌ校 (EPFL)
  • [国際共同研究] The University of Glasgow(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The University of Glasgow
  • [国際共同研究] University of Pennsylvania(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Pennsylvania
  • [雑誌論文] Direct evidence of abortive lytic infection-mediated establishment of Epstein-Barr virus latency during B-cell infection2020

    • 著者名/発表者名
      Inagaki Tomoki、Sato Yoshitaka、Ito Jumpei、Takaki Mitsuaki、Okuno Yusuke、Yaguchi Masahiro、Al Masud H. M. Abdullah、Watanabe Takahiro、Sato Kei、Iwami Shingo、Murata Takayuki、Kimura Hiroshi
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.03.23.004440

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endogenous retroviruses drive KRAB zinc-finger family protein expression for tumor suppression2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Jumpei、Kimura Izumi、Soper Andrew、Coudray Alexandre、Koyanagi Yoshio、Nakaoka Hirofumi、Inoue Ituro、Turelli Priscilla、Trono Didier、Sato Kei
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.02.02.931501

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Retroviruses drive the rapid evolution of mammalianAPOBEC3genes2019

    • 著者名/発表者名
      Ito Jumpei、Gifford Robert J.、Sato Kei
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 ページ: 610~618

    • DOI

      10.1073/pnas.1914183116

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Endogenization and excision of human herpesvirus 6 in human genomes2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Xiaoxi、Kosugi Shunichi、Koide Rie、Kawamura Yoshiki、Ito Jumpei、...、Parrish Nicholas F.、Kamatani Yoichiro
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2019.12.19.882522

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] HTLV-1 contains a high CG dinucleotide content and is susceptible to the host antiviral protein ZAP2019

    • 著者名/発表者名
      Miyazato Paola、Matsuo Misaki、Tan Benjy J. Y.、Tokunaga Michiyo、Katsuya Hiroo、Islam Saiful、Ito Jumpei、Murakawa Yasuhiro、Satou Yorifumi
    • 雑誌名

      Retrovirology

      巻: 16 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s12977-019-0500-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Nature of the HTLV-1 Provirus in Naturally Infected Individuals Analyzed by the Viral DNA-Capture-Seq Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Hiroo、Islam Saiful、Tan Benjy Jek Yang、Ito Jumpei、...、Satou Yorifumi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 29 ページ: 724~735.e4

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.09.016

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HIV-1 DNA-capture-seq is a useful tool for the comprehensive characterization of HIV-1 provirus2019

    • 著者名/発表者名
      Iwase Saori C.、Miyazato Paola、Katsuya Hiroo、Islam Saiful、Yang Benjy Tan Jek、Ito Jumpei、Matsuo Misaki、Takeuchi Hiroaki、Ishida Takaomi、Matsuda Kouki、Maeda Kenji、Satou Yorifumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48681-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 哺乳類における内在性レトロウイルスとAPOBEC3遺伝子の進化的軍拡競争2019

    • 著者名/発表者名
      伊東 潤平、Robert Gifford、佐藤 佳
    • 学会等名
      第67回日本ウイルス学会学術集会
  • [学会発表] Ancient retroviruses drove the rapid evolution of mammalian APOBEC3 family genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Ito J, Gifford RJ, and Sato K
    • 学会等名
      American Society of Human Genetics
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolutionary conflict of endogenous retroviruses and APOBEC3 family genes in mammals2019

    • 著者名/発表者名
      Ito J, Gifford RJ, and Sato K
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Retroviruses
    • 国際学会
  • [備考] ほ乳類とレトロウイルスの進化的軍拡競争の網羅的描出

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0201_00103.html

  • [備考] ウイルス考古学~ウイルスと哺乳類が繰り広げてきた進化的バトル~

    • URL

      https://rnavi.org/69827/

  • [備考] レトロウイルスの侵略により引き起こされたウイルス複製阻害遺伝子ファミリーの急速な進化

    • URL

      https://jugem.hatenadiary.jp/entry/SystemsVirology_191224

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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