細胞及び動物個体で迅速タンパク質分解を可能にするAID2法の発展的基盤技術の開発

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H04719
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 鐘巻 将人 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (20444507)
• 研究分担者: 林 謙一郎 岡山理科大学, 理学部, 教授 (30289136) ; 西野 達哉 東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 教授 (50533155) ; 久保 郁 国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (40786373)
• 研究期間 (年度): 2021-04-05 – 2025-03-31
• キーワード: 発現制御 / デグロン / タンパク質分解

研究実績の概要

2021年度に提案した膜透過性リガンドの検証を行うため、分担研究者・林が5-Ph-IAAのアナログリガンドを作成し、これらの分解誘導能をデグロンGFPレポーターを発現する培養細胞で検証した。その結果、細胞においてこれらが十分な分解誘導能を持つことを確認した。次に、マウス脳内における分解誘導性を確認するために、デグロンGFPトランスジェニックマウスに投与し、脳内における分解特性を検証した。その結果、5-Ph-IAAより強い分解誘導能を発揮するリガンドは見出せなかった。そこで、分担研究者・林が5-Ph-IAAとは異なり、インドール環を持たない新規AID2リガンドを見出した。
内在性タンパク質を分解するために、RAD21とCTCFにデグロンタグを付加したマウス系統の樹立に成功した。また並行して、OsTIR1(F74G)を発現するマウス系統の樹立をおこなっている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

リガンド作成に関しては、当初予想より時間がかかったが、一定の成果が得られた。マウス作成に際しては、予定通り順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

新リガンドに関しては、インドール環を持たない、新規化合物を見いだした。今後は、この新規化合物を母核にアナログを合成し、その分解誘導能を培養細胞、およびマウス個体において検証する。

研究成果

• [雑誌論文] Targeted Protein Depletion Using the Auxin‐Inducible Degron 2 (AID2) System (2021)
  • 著者名/発表者名: Saito Yuichiro、Kanemaki Masato T.
  • 雑誌名: Current Protocols 巻: 1 ページ: e219
  • DOI: 10.1002/cpz1.219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ran-GTP Is Non-essential to Activate NuMA for Mitotic Spindle-Pole Focusing but Dynamically Polarizes HURP Near Chromosomes (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya Kenta、Hayashi Hisato、Nishina Momoko、Okumura Masako、Sato Yoshikatsu、Kanemaki Masato T.、Goshima Gohta、Kiyomitsu Tomomi
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 31 ページ: 115～127.e3
  • DOI: 10.1016/j.cub.2020.09.091
  • 査読あり
• [雑誌論文] SLFN11 promotes stalled fork degradation that underlies the phenotype in Fanconi anemia cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Yusuke、Abe Masako、Mu Anfeng、Tempaku Yasuko、Rogers Colette B.、Mochizuki Ayako L.、Katsuki Yoko、Kanemaki Masato T.、Takaori-Kondo Akifumi、Sobeck Alexandra、Bielinsky Anja-Katrin、Takata Minoru
  • 雑誌名: Blood 巻: 137 ページ: 336～348
  • DOI: 10.1182/blood.2019003782
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] MCM10 compensates for Myc‐induced DNA replication stress in breast cancer stem‐like cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Murayama T, Takeuchi, Yamawaki K, Natsume T, Li M, Marcela RN., Nishimura T, Kogure Y, Nakata A, Tominaga K, Sasahara A, Yano M, Ishikawa S, Ohta T, Ikeda K, Horie‐Inoue K, Inoue S, Seki M, Suzuki Y, Sugano S, Enomoto T, Tanabe M, Tada K, Kanemaki MT, Okamoto K, Tojo A, Gotoh N
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 ページ: 1209～1224
  • DOI: 10.1111/cas.14776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of disease model iPSCs derived from patients with a novel Fanconi anemia-like IBMFS ADH5/ALDH2 deficiency (2021)
  • 著者名/発表者名: Mu Anfeng、Hira Asuka、Niwa Akira、Osawa Mitsujiro、Yoshida Kenichi、Mori Minako、Okamoto Yusuke、Inoue Kazuko、Kondo Keita、Kanemaki Masato T.、Matsuda Tomonari、Ito Etsuro、Kojima Seiji、Nakahata Tatsutoshi、Ogawa Seishi、Tanaka Keigo、Matsuo Keitaro、Saito Megumu K.、Takata Minoru
  • 雑誌名: Blood 巻: 137 ページ: 2021～2032
  • DOI: 10.1182/blood.2020009111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Replication timing maintains the global epigenetic state in human cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Klein Kyle N.、Zhao Peiyao A.、Lyu Xiaowen、Sasaki Takayo、Bartlett Daniel A.、Singh Amar M.、Tasan Ipek、Zhang Meng、Watts Lotte P.、Hiraga Shin-ichiro、Natsume Toyoaki、Zhou Xuemeng、Baslan Timour、Leung Danny、Kanemaki Masato T.、Donaldson Anne D.、Zhao Huimin、Dalton Stephen、Corces Victor G.、Gilbert David M.
  • 雑誌名: Science 巻: 372 ページ: 371～378
  • DOI: 10.1126/science.aba5545
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chromosome oscillation promotes Aurora A-dependent Hec1 phosphorylation and mitotic fidelity (2021)
  • 著者名/発表者名: Iemura Kenji、Natsume Toyoaki、Maehara Kayoko、Kanemaki Masato T.、Tanaka Kozo
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 220 ページ: e202006116
  • DOI: 10.1083/jcb.202006116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualizing looping of two endogenous genomic loci using synthetic zinc‐finger proteins with anti‐FLAG and anti‐HA frankenbodies in living cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Liu Yang、Zhao Ning、Kanemaki Masato T.、Yamamoto Yotaro、Sadamura Yoshifusa、Ito Yuma、Tokunaga Makio、Stasevich Timothy J.、Kimura Hiroshi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 26 ページ: 905～926
  • DOI: 10.1111/gtc.12893
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 特異的タンパク質分解法AID2を利用してゲノムDNAと非ゲノム情報複製の関係を探る (2021)
  • 著者名/発表者名: 鐘巻将人
  • 学会等名: 日本遺伝学会
• [学会発表] Rapid protein degradation in mice by using the power of plants (2021)
  • 著者名/発表者名: Masato Kanemaki
  • 学会等名: The 80th annual meeting of the Japanese Cancer Association
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ユビキチン・プロテアソーム系を利用した、細胞および動物個体における迅速タンパク質発現制御 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鐘巻将人
  • 学会等名: 生化学会 シンポジウム1S03e
  • 招待講演
• [学会発表] A targeted protein knockdown by using the power of plants (2021)
  • 著者名/発表者名: Masato Kanemaki
  • 学会等名: The 44th MBSJ annual meeting, Symposium2A-02
  • 招待講演
• [産業財産権] オーキシンデグロンシステムのキット、及びその使用 (2021)
  • 発明者名: 鐘巻将人、林謙一郎
  • 権利者名: 大学共同利用法人・システム研究機構、学校法人加計学園
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2021-532685
  • 外国
• [産業財産権] 非ヒト動物、及びその使用 (2021)
  • 発明者名: 鐘巻将人、林謙一郎、相賀裕美子、安島理恵子、北本直美
  • 権利者名: 大学共同利用法人・システム研究機構、学校法人加計学園
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2021-532687
  • 外国
• [産業財産権] オーキシンデグロンシステムのキット、及びその使用 (2021)
  • 発明者名: 鐘巻将人、林謙一郎、根岸剛文
  • 権利者名: 大学共同利用法人・システム研究機構、学校法人加計学園
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2021-135637