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2023 年度 実績報告書

ホメオドメイン依存的なFG-NUPボディの新機能

研究課題

研究課題/領域番号 23H02682
配分区分補助金
研究機関国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所

研究代表者

岡 正啓  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 創薬デザイン研究センター, プロジェクトリーダー (40432504)

研究分担者 足立 淳  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 創薬デザイン研究センター, 副センター長 (20437255)
中戸 隆一郎  東京大学, 定量生命科学研究所, 准教授 (60583044)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワードヌクレオポリン融合遺伝子 / 急性白血病 / HOX遺伝子 / 相分離
研究実績の概要

核膜孔構成因子(ヌクレオポリン)と様々なパートナー分子で構成されるヌクレオポリン融合遺伝子産物は、急性骨髄性白血病(AML)やT細胞急性リンパ性白血病(T-ALL)などの急性白血病の原因となることが知られている。また近年、ヌクレオポリンが有するフェニルアラニンとグリシンのリピート配列(FGリピート)を介した分子間相互作用による液液相分離(Liquid-liquid phase separation (LLPS))(以下、相分離)が、白血病の発症に重要であることが示唆されている。しかしながら相分離がどのように機能して病態に寄与しているのか、その詳細は不明な点が多く残っている。本研究は、ヌクレオポリン融合遺伝子産物が形成する核内構造体が有する相分離依存的な機能を明らかにして、白血病が発症する分子メカニズムを理解することを目的とする。本年度はNUP98::HOXA9の標的遺伝子のひとつであるHox遺伝子クラスター領域がNUP98::HOXA9核内構造体と高頻度で共局在することをImmuno-FISH法で確認した。さらにNUP98::HOXA9の結合により発現が誘導される複数の遺伝子領域(Hox遺伝子クラスター領域を含む)と、高次ゲノム構造の変化の関連を見出すことが出来た。またFGリピートのうち、特にNUP98特異的な配列として知られるGLFG配列が、遺伝子活性化能を有する相分離構造体の形成に重要であることが示唆された。

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

ヌクレオポリン融合遺伝子産物が結合し発現を誘導するHox遺伝子クラスターなどのゲノム領域では、相分離に依存してトポロジカルドメイン(TAD)が大きく変化していることが明らかとなった。さらに、これらの遺伝子領域では、ヌクレオポリン融合遺伝子産物が転写開始点のみならず、転写領域内にも結合していることが多いことが示唆された。

今後の研究の推進方策

相分離構造体がどのように遺伝子活性化に寄与するかの詳細を調べるために、相分離誘導型の細胞株を樹立して解析を進める予定である。またパートナー分子を変化させた変異型融合遺伝子産物を発現する細胞株の樹立と解析を進め、相互作用する因子や高次ゲノム構造の視点から、相分離構造体の機能を明らかにする。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A Kpna1-deficient psychotropic drug-induced schizophrenia model mouse for studying gene?environment interactions2024

    • 著者名/発表者名
      Nomiya Hirotaka、Sakurai Koki、Miyamoto Yoichi、Oka Masahiro、Yoneda Yoshihiro、Hikida Takatoshi、Yamada Masami
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-024-53237-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phase-separated nuclear bodies of nucleoporin fusions promote condensation of MLL1/CRM1 and rearrangement of 3D genome structure2023

    • 著者名/発表者名
      Oka Masahiro、Otani Mayumi、Miyamoto Yoichi、Oshima Rieko、Adachi Jun、Tomonaga Takeshi、Asally Munehiro、Nagaoka Yuya、Tanaka Kaori、Toyoda Atsushi、Ichikawa Kazuki、Morishita Shinichi、Isono Kyoichi、Koseki Haruhiko、Nakato Ryuichiro、Ohkawa Yasuyuki、Yoneda Yoshihiro
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 ページ: 112884~112884

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112884

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ACAGT‐007a, an anti‐cancer compound that modulates ERK MAPK signaling, induces nuclear enrichment of phosphorylated ERK in T3M4 pancreatic cancer cells2023

    • 著者名/発表者名
      Khandakar Golam Iftakhar、Miyamoto Yoichi、Satoh Ryosuke、Kishimoto Kenta、Xie Mingzuo、Shih Mengyu、Takasaki Teruaki、Tanabe Genzoh、Oka Masahiro、Sugiura Reiko
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 28 ページ: 457~465

    • DOI

      10.1111/gtc.13026

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヌクレオポリン融合遺伝子産物の新たな機能2024

    • 著者名/発表者名
      岡正啓
    • 学会等名
      第28回 造血器腫瘍研究会
  • [学会発表] The roles of phase-separated nuclear bodies of nucleoporin-fusions2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Oka
    • 学会等名
      鶴岡コンフェレンス
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヌクレオポリン融合遺伝子産物が形成する相分離構造体の機能2023

    • 著者名/発表者名
      岡正啓
    • 学会等名
      第96回日本生化学会
  • [学会発表] 核輸送分子Importin α1が微小核に局在する生理的意義の解明2023

    • 著者名/発表者名
      宮本洋一、木佐貫玲央、大背戸里詠子、斉藤寿仁、岡正啓
    • 学会等名
      第96回日本生化学会
  • [学会発表] KPNA1遺伝子欠損マウスを用いた向精神薬誘発統合失調症モデルにおける遺伝要因と環境要因の相互作用 (G x E)の解析2023

    • 著者名/発表者名
      野宮廣貴, 櫻井航輝, 疋田貴俊, 宮本洋一, 岡正啓, 山田雅己
    • 学会等名
      第75回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] 核移行因子importin α5/KPNA1は神経細胞において核小体の形態の制御に関与する2023

    • 著者名/発表者名
      久冨理, 水野克俊, 宮本洋一, 岡正啓, 山田雅己
    • 学会等名
      第75回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] 核輸送分子Importin-αの多機能性と微小核機能2023

    • 著者名/発表者名
      宮本洋一、木佐貫玲央、斉藤寿仁、岡正啓
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会
  • [学会発表] アルコール関連行動異常を引き起こす核-細胞質間輸送メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      青峰良淳、櫻井航輝、マクファーソントム、小澤貴明、宮本洋一、米田悦啓、岡正啓、疋田貴俊
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会

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公開日: 2024-12-25  

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