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2012 年度 実施状況報告書

高精度時系列プロテオミクスによるシグナル伝達攪乱機構のシステム解析

研究課題

研究課題/領域番号 23510254
研究機関東京大学

研究代表者

尾山 大明  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (30422398)

研究分担者 秦 裕子  東京大学, 医科学研究所, 技術専門職員 (80401256)
キーワード国際情報交換
研究概要

近年H.pylori感染において、病原因子の一つであるCagAが胃上皮細胞内のシグナル伝達因子をチロシンリン酸化し、細胞の癌化に関与することが明らかとなってきた。本研究課題では感染による病態をシステムレベルで理解するために、H.pylori感染におけるシグナル伝達因子の時系列活性変動データを包括的に取得することを目標とする。本研究グループはこれまでにSILAC(Stable Isotope Labeling by Amino acids in Cell culture)法をベースにしたチロシンリン酸化ネットワークの相対変動解析法(Blagoev et al., Nat. Biotechnol., 22, 1139-1145, 2004)を基盤として方法論の改良に取り組み、(1)チロシンリン酸化蛋白質の包括的回収・特異的溶出法の開発、(2)溶出物の一括酵素処理によって調製されたサンプルに関するショットガン解析を行うためのnanoLC-MS/MS測定系の構築、そして(3)得られた生データから自動で相対定量を行う情報解析システムの開発を進め、サンプル調製から活性変動データの作成に至るまでスループットが非常に高い実験系を確立している(Oyama et al., Mol. Cell. Proteomics, 8: 226-231, 2009)。平成24年度は、より網羅的なリン酸化シグナルネットワークの解析に向けてチタニアカラムによるリン酸化ペプチドの精製に関する検討を行い、チロシンリン酸化のみならずセリン、トレオニンリン酸化を含めた包括的なリン酸化プロテオームデータを取得するシステムを確立した。

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

nanoLC-MS/MSオンラインシステム(3台)、タンパク質同定検索エンジン(Mascot)、サンプル調製に用いる真空遠心機等、高感度プロテオミクス解析を行う全ての設備を本研究グループで現有しており、また研究分担者の秦はnanoLC-MS/MSシステムの操作技術やメンテナンス技術をほぼ完全に習得し、自在にシステムを操作することができる状態にある。従来設置されていたDiNa-QTof2(KYA technologies社、Waters社)、DiNa-QSTAR Elite(KYA technologies社、AB SCIEX社)システムに加えて精度、スキャンスピード等が大幅に改善されたDiNa-LTQ Orbitrap Velos ETD (KYA technologies社、Thermo Fisher Scientific社)システムが昨年度に引き続き順調に稼働しており、東京大学医科学研究所内のプロテオーム専用施設において安定した測定環境の中、継続的に高感度・高精度計測を行っている。

今後の研究の推進方策

微量蛋白質群を分子量に基づいて液中で精製することが可能なGelfree 8100 system を用いて試料の前分画を行い、分画ごとにサンプル調製及び測定を進めることにより、計測データの網羅性を更に上げる。上記で確立した大規模リン酸化プロテオミクス解析技術を用いてH. pylori 感染によるリン酸化時系列活性変動データを包括的に取得し、インジェヌイティーパスウェイアナリシス(IPA)をはじめとするパスウェイ解析ソフトウェアを用いてシグナル経路ごとのリン酸化活性変動をシステムレベルで詳細に解析することにより、感染応答によるシグナルネットワークの摂動の実態を明らかにする。

次年度の研究費の使用計画

本研究課題で行うプロテオーム解析は高い定量精度が求められる実験系であり、測定サンプル間の相互コンタミネーションは極力抑えなければならない。そのため、nanoLCに関する消耗品(nanoLC用トラップカラム、nanoLC用分析カラム、ESIスプレイヤー)は適切な頻度で新しいものに付け替える。
その他、胃上皮細胞を培養するための細胞培養用のプラスチック製品、解析サンプルの調製に用いるリン酸化因子精製試薬、オシネジ、キャピラリー等の nanoLC関連の消耗品を購入する。
また、学会や論文における発表に関しても積極的に行う予定である。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Proteomic analysis of the royal jelly and characterization of the functions of its derivation glands in the honeybee.2013

    • 著者名/発表者名
      Fujita T, Kozuka-Hata H, Ao-Kondo H, Kunieda T, Oyama M, and Kubo T.
    • 雑誌名

      J Proteome Res

      巻: 12 ページ: 404-411

    • DOI

      10.1021/pr300700e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The cancer stem cell marker CD133 interacts with plakoglobin and controls desmoglein-2 protein levels.2013

    • 著者名/発表者名
      Koyama-Nasu R, Takahashi R, Yanagida S, Nasu-Nishimura Y, Oyama M, Kozuka-Hata H, Haruta R, Manabe E, Hoshino-Okubo A, Omi H, Yanaihara N, Okamoto A, Tanaka T, and Akiyama T.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 ページ: e53710

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0053710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] FBXL21 regulates oscillation of the circadian clock through ubiquitination and stabilization of cryptochromes.2013

    • 著者名/発表者名
      Hirano A, Yumimoto K, Tsunematsu R, Matsumoto M, Oyama M, Kozuka-Hata H, Nakagawa T, Lanjakornsiripan D, Nakayama KI, and Fukada Y.
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 152 ページ: 1106-1118

    • DOI

      10.1016/j.cell.2013.01.054

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induction of toxin-specific neutralizing immunity by molecularly uniform rice-based oral cholera toxin B subunit vaccine without plant-associated sugar modification.2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Y, Mejima M, Kurokawa S, Hiroiwa T, Takahashi Y et al.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol J

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphoproteomics-based characterization of cancer cell signaling networks.2013

    • 著者名/発表者名
      Kozuka-Hata H, Goto Y, and Oyama M.
    • 雑誌名

      Oncogenomics and Cancer Proteomics - Novel Approaches in Biomarkers Discovery and Therapeutic Targets in Cancer (ed. Elena Arechaga-Ocampo and Cesar Lopez-Camarillo)

      巻: - ページ: 185-206

    • DOI

      10.5772/52915

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping ultra-weak protein-protein interactions between heme transporters of Staphylococcus aureus.2012

    • 著者名/発表者名
      Abe R, Caaveiro JM, Kozuka-Hata H, Oyama M, and Tsumoto K.
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 287 ページ: 16477-16487

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.346700

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tks5-dependent formation of circumferential podosomes/invadopodia mediates cell-cell fusion.2012

    • 著者名/発表者名
      Oikawa T, Oyama M, Kozuka-Hata H, Uehara S, Udagawa N, Saya H, and Matsuo K.
    • 雑誌名

      J Cell Biol

      巻: 197 ページ: 553-568

    • DOI

      10.1083/jcb.201111116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proteomic analysis of multiple primary cilia reveals a novel mode of ciliary development in mammals.2012

    • 著者名/発表者名
      Narita K, Kozuka-Hata H, Nonami Y, Ao-Kondo H, Suzuki T, Nakamura H, Yamakawa K, Oyama M, Inoue T, and Takeda S.
    • 雑誌名

      Biol Open

      巻: 1 ページ: 815-825

    • DOI

      10.1242/bio.20121081

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global proteome analysis of glioblastoma stem cells by high-resolution mass spectrometry.2012

    • 著者名/発表者名
      Kozuka-Hata H, Nasu-Nishimura Y, Koyama-Nasu Y, Ao-Kondo H, Tsumoto K, Akiyama T and Oyama M.
    • 雑誌名

      Current Topics in Peptide & Protein Research

      巻: 13 ページ: 1-47

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphoproteome of human glioblastoma initiating cells reveals novel signaling regulators encoded by the transcriptome.2012

    • 著者名/発表者名
      Kozuka-Hata H, Nasu-Nishimura Y, Koyama-Nasu R, Ao-Kondo H, Tsumoto K, Akiyama T, and Oyama M.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7 ページ: e43398

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0043398

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of the heterogeneous O-glycosylation profile of MT1-MMP expressed in cancer cells by a simple MALDI-MS method.2012

    • 著者名/発表者名
      Shuo T, Koshikawa N, Hoshino D, Minegishi T, Ao-Kondo H, Oyama M, Sekiya S, Iwamoto S, Tanaka K, and Seiki M.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7 ページ: e43751

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0043751

    • 査読あり
  • [雑誌論文] p47 negatively regulates IKK activation by inducing the lysosomal degradation of polyubiquitinated NEMO.2012

    • 著者名/発表者名
      Shibata Y, Oyama M, Kozuka-Hata H, Han X, Tanaka Y, Gohda J, and Inoue J.
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 3 ページ: 1061

    • DOI

      10.1038/ncomms2068

    • 査読あり
  • [学会発表] Comprehensive description of cancer cell signaling networks by quantitative proteomics and systems biology2013

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Oyama
    • 学会等名
      1st International Symposium on Protein Modifications in Pathogenic Dysregulation of Signaling
    • 発表場所
      IMSUT, Tokyo, Japan
    • 年月日
      20130201-20130202
  • [学会発表] Quantitative phosphoproteome analysis of glioblastoma stem cell differentiation by high-resolution nanoLC-MS/MS2012

    • 著者名/発表者名
      Yuta Narushima, Hiroko Kozuka-Hata, Ryo Koyama-Nasu, Yumi Goto, Kouhei Tsumoto, Tetsu Akiyama, Masaaki Oyama
    • 学会等名
      6th Retreat Meeting of the IMSUT & RCAST Global COE in OIST
    • 発表場所
      OIST, Okinawa, Japan
    • 年月日
      20121105-20121107
  • [学会発表] ショットガンリン酸化プロテオーム解析によるグリオブラストーマ幹細胞新規制御因子の同定2012

    • 著者名/発表者名
      秦 裕子、那須 亮、後藤 友美、西村 教子、近藤 裕子、津本 浩平、秋山 徹、尾山 大明
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
    • 年月日
      2012-12-13
  • [学会発表] ショットガンプロテオミクスが切り拓くシグナルネットワーク解析

    • 著者名/発表者名
      尾山 大明
    • 学会等名
      質量分析計ユーザーズフォーラム
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク
    • 招待講演
  • [学会発表] ショットガンプロテオミクスが切り拓くシグナルネットワーク解析

    • 著者名/発表者名
      尾山 大明
    • 学会等名
      質量分析計ユーザーズフォーラム
    • 発表場所
      東京コンファレンスセンター品川
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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