核膜孔テリトリーにおけるゲノムモダリティ

2021 年度 実績報告書

• 研究領域: ＤＮＡの物性から理解するゲノムモダリティ
• 研究課題/領域番号: 21H05744
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: WONG W・R 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (30464035)
• 研究期間 (年度): 2021-09-10 – 2023-03-31
• キーワード: 核膜孔テリトリー / 核膜孔複合体 / NUP153 / ラミン

研究実績の概要

核内に収納されるゲノムDNAは、自身を取り巻く環境により多元的に構造や機能が変化する生体高分子である。30種類のタンパク質から成る核膜孔複合体（NPC）は、核を形作る核膜を貫き、DNA情報を伝達するための核膜孔を形成する。核膜孔の近傍（核膜孔テリトリー）では、NPCと核膜を裏打ちするラミンタンパク質の協奏により、細胞性質決定に関わる遺伝子の選択的サイレンシングと活性化が調節される。この核膜孔テリトリーに特徴的なクロマチン構造や機能について明らかになりつつあるが、NPCやラミンとの相互作用によるDNA自身の物性・構造変化ダイナミクスが駆動するゲノムモダリティについては不明である。そこで、本研究では申請者がこれまでに培ってきた知見・技術と先端テクノロジー技術を活用し、核膜テリトリーにおけるタンパク質ーDNA相互作用とDNAナノ動態を解析するための研究ツールを創出し、ゲノムモダリティの階層的変化をナノスケールで理解することを目的としている。今年度はNPC-DNA相互作用が実際に起こる核膜孔テリトリーのうち、NUP153の天然変性領域による相分離を介した相互作用タンパク質の同定を行った（論文投稿中）。これら同定されたタンパク質の完全プロファイリングを進めている。さらに、ラミンが作用するゲノム領域について、ChIP解析を行い、先行研究で明らかにしたNUP153が作用するゲノム領域との比較を行った。また、高速原間力顕微鏡を用いて、DNAコンフォメーションの変化、弾性率を測定を進めるための条件検討を行った。

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

核膜孔複合体-DNA相互作用が実際に起こる核膜孔テリトリーのうち、NUP153の天然変性領域による相分離を介した相互作用タンパク質の同定を行い、論文投稿を行ったためおおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後も申請書の計画通りに進める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Discovery of a Novel Aminocyclopropenone Compound That Inhibits BRD4-Driven Nucleoporin NUP210 Expression and Attenuates Colorectal Cancer Growth (2022)
  • 著者名/発表者名: Kondo Hiroya、Mishiro Kenji、Iwashima Yuki、Qiu Yujia、Kobayashi Akiko、Lim Keesiang、Domoto Takahiro、Minamoto Toshinari、Ogawa Kazuma、Kunishima Munetaka、Hazawa Masaharu、Wong Richard W.
  • 雑誌名: Cells 巻: 11 ページ: 317～317
  • DOI: 10.3390/cells11030317
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NSP9 of SARS-CoV-2 attenuates nuclear transport by hampering nucleoporin 62 dynamics and functions in host cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Makiyama Kei、Hazawa Masaharu、Kobayashi Akiko、Lim Keesiang、Voon Dominic C.、Wong Richard W.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 586 ページ: 137～142
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.11.046
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Millisecond dynamic of SARS‐CoV‐2 spike and its interaction with ACE2 receptor and small extracellular vesicles (2021)
  • 著者名/発表者名: Lim Keesiang、Nishide Goro、Yoshida Takeshi、Watanabe‐Nakayama Takahiro、Kobayashi Akiko、Hazawa Masaharu、Hanayama Rikinari、Ando Toshio、Wong Richard W.
  • 雑誌名: Journal of Extracellular Vesicles 巻: 10 ページ: e12170~e12170
  • DOI: 10.1002/jev2.12170
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthetic zwitterions as efficient non-permeable cryoprotectants (2021)
  • 著者名/発表者名: Kato Yui、Uto Takuya、Tanaka Daisuke、Ishibashi Kojiro、Kobayashi Akiko、Hazawa Masaharu、Wong Richard W.、Ninomiya Kazuaki、Takahashi Kenji、Hirata Eishu、Kuroda Kosuke
  • 雑誌名: Communications Chemistry 巻: 4 ページ: 151~151
  • DOI: 10.1038/s42004-021-00588-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] New Activities of the Nuclear Pore Complexes (2021)
  • 著者名/発表者名: Wong Richard W.
  • 雑誌名: Cells 巻: 10 ページ: 2123～2123
  • DOI: 10.3390/cells10082123
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A light-switching pyrene probe to detect phase-separated biomolecules (2021)
  • 著者名/発表者名: Hazawa Masaharu、Amemori Shogo、Nishiyama Yoshio、Iga Yoshihiro、Iwashima Yuki、Kobayashi Akiko、Nagatani Hirohisa、Mizuno Motohiro、Takahashi Kenji、Wong Richard W.
  • 雑誌名: iScience 巻: 24 ページ: 102865～102865
  • DOI: 10.1016/j.isci.2021.102865
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Label-free tomographic imaging of nanodiamonds in living cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Ikliptikawati Dini Kurnia、Hazawa Masaharu、So Frederick T.-K.、Terada Daiki、Kobayashi Akiko、Segawa Takuya F.、Shirakawa Masahiro、Wong Richard W.
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 118 ページ: 108517～108517
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2021.108517
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How SARS-CoV-2 and Other Viruses Build an Invasion Route to Hijack the Host Nucleocytoplasmic Trafficking System (2021)
  • 著者名/発表者名: Sajidah Elma Sakinatus、Lim Keesiang、Wong Richard W.
  • 雑誌名: Cells 巻: 10 ページ: 1424～1424
  • DOI: 10.3390/cells10061424
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-Speed Atomic Force Microscopy Reveals Spatiotemporal Dynamics of Histone Protein H2A Involution by DNA Inchworming (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishide Goro、Lim Keesiang、Mohamed Mahmoud Shaaban、Kobayashi Akiko、Hazawa Masaharu、Watanabe-Nakayama Takahiro、Kodera Noriyuki、Ando Toshio、Wong Richard W.
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry Letters 巻: 12 ページ: 3837～3846
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c00697
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CDK8 maintains stemness and tumorigenicity of glioma stem cells by regulating the c-MYC pathway (2021)
  • 著者名/発表者名: Fukasawa K、Kadota T、Horie T、Tokumura K、Terada R、Kitaguchi Y、Park G、Ochiai S、Iwahashi S、Okayama Y、Hiraiwa M、Yamada T、Iezaki T、Kaneda K、Yamamoto M、Kitao T、Shirahase H、Hazawa M、Wong RW、Todo T、Hirao A、Hinoi E
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 40 ページ: 2803～2815
  • DOI: 10.1038/s41388-021-01745-1
• [学会発表] 核膜孔テリトリーにおける動的ナノ構造と機能 (2021)
  • 著者名/発表者名: Richard Wong
  • 学会等名: 第73回日本細胞生物学会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ウイルスの核膜孔への侵入経路を解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: Richard Wong
  • 学会等名: 第6回新学術創成研究機構シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] The epigenetic role of nucleoporin RAE1 in human breast cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Dini Kurnia Ikliptikawati, Akiko Kobayashi, Masaharu Hazawa, Richard W.Wong
  • 学会等名: The 39th Sapporo International Cancer Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 核内相分離の制御を可能とする新規アミノシクロプロペノン化合物の発見 (2021)
  • 著者名/発表者名: 近藤 寛弥、三代憲司、岩嶋友紀、Qiu Yujia、稲葉有香、小林亜紀子、Keesiang Lim、源利成、小川数馬、國嶋崇隆、羽澤勝治、Richard Wong
  • 学会等名: 第39回染色体ワークショップ・第20回核ダイナミクス研究会
• [学会発表] ヒストンH2A-DNAダイナミクスの実時空間イメージング (2021)
  • 著者名/発表者名: 西出梧朗、Keesiang Lim、小林亜紀子、羽澤勝治、稲葉有香、中山隆宏、古寺哲幸、安藤敏夫、Richard Wong
  • 学会等名: 第39回染色体ワークショップ・第20回核ダイナミクス研究会
• [学会発表] 核膜孔複合体による転写制御機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岩嶋友紀、羽澤勝治、Qiu Yujia、Dini Kurnia Ikliptikawati1、西 出 梧朗、小林 亜紀子、Lim Kee Siang、Richard Wong
  • 学会等名: 第39回染色体ワークショップ・第20回核ダイナミクス研究会
• [学会発表] SARS-CoV-2由来タンパク質NSP9の宿主細胞における核膜輸送に及ぼす影響の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 牧山 桂、羽澤 勝治、Richard W. Wong
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] SARS-CoV-2由来ORF6は核膜孔複合体RAE1とNUP98の局在変化を引き起こす (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤弘毅、小林亜紀子、羽澤勝治、Richard W Wong
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Optical Diffraction Tomography as Label-Free High-Resolution 3-D Imaging of Nanodiamonds in Cancer Cell (2021)
  • 著者名/発表者名: Dini Ikliptikawati, Masaharu Hazawa, Frederick So, Daiki Terada, Akiko Kobayahi, Takuya Segawa, Masahiro Shirakawa, Richard Wong
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 上衣腫における核膜孔複合体タンパク質Tprの役割 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林亜紀子、Shabierjiang Jiapaer、Firli R.P. Dewi、羽澤勝治、Dini K. Ikliptikawati、Hartono、Hemragul Sabit、中田光俊、Richard Wong
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Molecular Dynamic of Coronavirus Spike Protein (2021)
  • 著者名/発表者名: Keesiang Lim, Goro Nishide, Takeshi Yoshida, Takahiro Watanabe-Nakayama, Akiko Kobayashi, Masaharu Hazawa, Rikinari Hanayama, Toshio Ando, Richard W. Wong
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 液-液相分離の動態解析を可能とする機能性蛍光プローブ (2021)
  • 著者名/発表者名: 羽澤 勝治、雨森 翔悟、西山 嘉男、岩嶋 友紀、小林 亜紀子、永谷 広久、水野 元博、髙橋 憲司、ウォング リチャード
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Investigation of real-time dynamic histone H2A-DNA interaction and H2A-DNA condensation/de-condensation using high-speed AFM (2021)
  • 著者名/発表者名: 西出梧朗、Keesiang LIM、小林亜紀子、羽澤勝治、中山隆宏、古寺哲幸、安藤敏夫、Richard WONG
  • 学会等名: 第59回日本生物物理学会年会
• [学会発表] 高速AFMを用いたヒストンH2A-DNA実時空間イメージングによるヌクレオソーム凝縮プロセスとその環境の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 西出梧朗、Keesiang Lim、Mahmoud Shaaban Mohamed、小林亜紀子、羽澤勝治、中山隆宏、古寺哲幸、安藤敏夫、Richard Wong
  • 学会等名: 第94回日本生化学大会
• [学会発表] 新規アミノシクロプロぺノン化合物はBRD4依存的なNUP210の発現を阻害し、がん細胞の増殖を抑制する (2021)
  • 著者名/発表者名: 近藤 寛弥、三代憲司、羽澤勝治、岩嶋友紀、小林亜紀子、小川数馬、Richard Wong
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] NUP153 drives oncogenic TP63 expression through liquid-liquid phase separation mediated gene-gating in squamous cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Hazawa, Takeshi Suzuki, Toshinari Minamoto, Richard Wong
  • 学会等名: 第80回 日本癌学会学術総会
• [学会発表] 高速 AFM によるヒストン H2A トポグラフィーとその DNA コンパクション時の時空間ダイナミクスの解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 西出梧朗、Keesiang Lim、小林亜紀子、羽澤勝治、中山隆宏、古寺哲幸、安藤敏夫、Richard Wong
  • 学会等名: 第21回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] Karyopherin-b1 regulates radioresistance in head and neck squamous cell carcinoma cell lines (2021)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Hazawa, Richard Wong, Ikuo Kashiwakura, Hironori Yoshino
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第64回大会
• [学会発表] 核膜孔によるスーパーエンハンサーの局在・機能制御機序の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 羽澤 勝治、Richard Wong
  • 学会等名: 第73回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 高速 AFM を用いた DNA インチワーミングによるヒストン H2A ラッピング動態の実時空間イメージング (2021)
  • 著者名/発表者名: 西出梧朗、Keesiang Lim、小林亜紀子、羽澤勝治、中山隆宏、古寺哲幸、安藤敏夫、Richard Wong
  • 学会等名: 第73回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 新規アミノシクロプロペノン化合物は BRD4 依存的 NUP210 の発現を阻害し、がん細胞の増殖を抑制する (2021)
  • 著者名/発表者名: 近藤 寛弥、三代憲司、羽澤勝治、岩嶋友紀、小林亜紀子、小川 数馬、Richard Wong
  • 学会等名: 日本生化学会北陸支部第 39 回大会
• [学会発表] SARS-CoV-2 構成タンパク質 NSP9 の宿主細胞内における動態・機能に関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 牧山桂、羽澤勝治、Richard Wong
  • 学会等名: 日本生化学会北陸支部第 39 回大会
• [学会発表] SARS-CoV-2由来ORF6は核膜孔複合体 RAE1とNUP98の局在変化を引き起こす (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤弘毅、小林亜紀子、羽澤勝治、Richard Wong
  • 学会等名: 日本生化学会北陸支部第 39 回大会
• [学会発表] 核膜孔複合体による Gene-gating 形成機序 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岩嶋友紀、羽澤勝治、源利成、Richard Wong
  • 学会等名: 日本生化学会北陸支部第 39 回大会
• [学会発表] 高速 AFM を用いた DNA インチワーミングによるヒストン H2A ラッピング動態の実時空間イメージング (2021)
  • 著者名/発表者名: 西出梧朗、Keesiang Lim、Mahmoud Shaaban Mohamed、小林亜紀子、羽澤勝治、中山隆宏、古寺哲幸、安藤敏夫、Richard Wong
  • 学会等名: 日本生化学会北陸支部第 39 回大会
• [備考] 世界初！高速AFMで新型コロナウイルス スパイクタンパク質の分子ナノ動態を可視化！
  • URL: https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/post-19834/
• [備考] DNAがシャクトリムシダンス？遺伝子が核に収納される第一歩の可視化に世界で初めて成功！
  • URL: https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/post-16592/
• [備考] 生体高分子の相分離環境を評価できる蛍光プローブの開発に成功！
  • URL: https://www.kanazawa-u.ac.jp/rd/95286
• [備考] Richard Wong Laboratory
  • URL: http://fsowonglab.w3.kanazawa-u.ac.jp/
• [産業財産権] 高速原子間力顕微鏡による細胞小器官の観察のための試料調製方法 (2021)
  • 発明者名: ウォング リチャード ら
  • 権利者名: ウォング リチャード ら
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 6982863