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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a novel genome editing method through transient arrest control of the tumor suppressor protein p53

Research Project

Project/Area Number 20H02873
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

坂口 和靖  北海道大学, 理学研究院, 教授 (00315053)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鎌田 瑠泉  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (40750881)
中川 夏美  北海道大学, 理学研究院, 助教 (30881528)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords癌抑制タンパク質p53 / 多量体形成 / ゲノム編集 / ペプチド / 一過的阻害
Outline of Annual Research Achievements

ゲノム編集は、次世代の遺伝子治療法として大きな注目を集めている。しかしながら、CRISPR/Cas9においても、癌抑制タンパク質p53が変異・欠損している細胞に対して優先的にゲノム編集が起こり、治療後に細胞癌化の副作用の恐れがある。このため、有効な治療法が遺伝子治療のみである遺伝性疾患等の治療のために、より安全なゲノム編集法の開発が求められている。安全なゲノム編集のためには、細胞癌化の抑制機構経路の中心であるp53機能を『一過的』に停止制御することが必須である。本研究では、癌抑制タンパク質p53機能の時間的制御による新規ゲノム編集法の開発研究を実施する。すなわち、p53の機能発現に必須な四量体形成を介して、ゲノム編集するときのみp53活性を停止させ、効率的なゲノム編集を達成し、編集後にp53活性を回復させることにより細胞癌化を抑止可能な安全なゲノム編集法の開発を目指す。
本年度は、p53機能阻害能の解析を実施した。野生型p53を発現するヒト肺癌由来A549細胞を用いて当研究室で樹立したレポーターシステムにより、p53の転写活性を定量した。p53を活性化するエトポシド刺激によりp53を活性化させ、p53四量体形成ドメインペプチド(p53Tet)添加によるp53転写活性の増減を蛍光タンパク質の観察により解析した。p53Tetを添加した条件において蛍光タンパク質の発現が抑制され、2回目のエトポシド刺激を行った結果、蛍光強度が増加することが示された。さらに、ゲノム編集効率の解析も実施した。
本研究における、多量体化を基盤とした新規機能性ペプチドの創成および癌抑制タンパク質p53のヘテロオリゴマー化を介した一過的機能阻害ペプチドの開発により、安全かつ効率的なゲノム編集法の開発が強く期待される。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Montreal(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      University of Montreal
  • [Int'l Joint Research] De La Salle University(フィリピン)

    • Country Name
      PHILIPPINES
    • Counterpart Institution
      De La Salle University
  • [Journal Article] Development of a fluorescence reporter system to quantify transcriptional activity of endogenous p53 in living cells2023

    • Author(s)
      Tsuruoka Tatsuki、Nakayama Emiri、Endo Takuya、Harashima Shingo、Kamada Rui、Sakaguchi Kazuyasu、Imagawa Toshiaki
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 136 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1242/jcs.260918

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly Similar Tetramerization Domains from the p53 Protein of Different Mammalian Species Possess Varying Biophysical, Functional and Structural Properties2023

    • Author(s)
      Sakaguchi Shuya、Nakagawa Natsumi、Wahba Haytham M.、Wada Junya、Kamada Rui、Omichinski James G.、Sakaguchi Kazuyasu
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Pages: 16620~16620

    • DOI

      10.3390/ijms242316620

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stereoselective Interaction of Helix-Hairpin-Helix Motif Peptides with DNA Structure2022

    • Author(s)
      Kamada Rui、Sakaguchi Shuya、Kura Shoma、Takamatsu Kaori、Yamamoto Tetsuya、Imagawa Toshiaki、Sakaguchi Kazuyasu
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 51 Pages: 1029~1032

    • DOI

      10.1246/cl.220340

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Coiled-coilペプチドの大腸菌増殖に対する増殖効果2023

    • Author(s)
      上野康大、布川優奈、立井龍太郎、中川夏美、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • Organizer
      第60回日本生化学会北海道支部例会
  • [Presentation] Interaction of Protein/Peptide and other biomolecules from the chemical point of view2023

    • Author(s)
      Kazuyasu Sakaguchi
    • Organizer
      Biological Chemistry Symposium 2023
    • Invited
  • [Presentation] Functional regulation of peptides and proteins via oligomerization2023

    • Author(s)
      Natsumi Nakagawa
    • Organizer
      Biological Chemistry Symposium 2023
    • Invited
  • [Presentation] The gain of p53-specific function by loss of hetero-oligomer formation2023

    • Author(s)
      Shuya Sakaguchi, Natsumi Nakagawa, Junya Wada, Fumihito Kitagawa, Takao Nomura, Rui Kamada, James G. Omichinski, Kazuyasu Sakaguchi
    • Organizer
      Biological Chemistry Symposium 2023
  • [Presentation] Development of an efficient genome editing method by transient p53 suppression via p53TD peptide2023

    • Author(s)
      Kodai Ueno, Yuna Nunokawa, Daiki Kurosu, Natsumi Nakagawa, Rui Kamada, Kazuyasu Sakaguchi
    • Organizer
      Biological Chemistry Symposium 2023
  • [Presentation] coiled-coilペプチドによる大腸菌の定常期における増殖促進2023

    • Author(s)
      中川夏美、立井龍太郎、上野康大、布川優奈、坂口周弥、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • Organizer
      第9回北海道大学部局横断シンポジウム
  • [Presentation] GROWTH OF E. COLI IN STATIONARY PHASE ENHANCED BY COILED-COIL PEPTIDES2023

    • Author(s)
      Natsumi Nakagawa, Ryutaro Tatei, Kodai Ueno, Yuna Nunokawa, Shuya Sakaguchi, Rui Kamada, and Kazuyasu Sakaguchi
    • Organizer
      第60回ペプチド討論会
  • [Presentation] Argメチル化カスケードによる癌抑制タンパク質p53四量体構造の安定性制御2022

    • Author(s)
      中川夏美、坂口周弥、和田隼弥、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • Organizer
      日本化学会北海道支部2022年夏季研究発表会
  • [Presentation] Structural and functional evolution of tetramerization in tumor suppressor protein p53 family2022

    • Author(s)
      Shuya Sakaguchi, Rui Kamada, and Kazuyasu Sakaguchi
    • Organizer
      36th European Peptide Symposium (EPS) & 12th International Peptide Symposium (IPS) (国際学会)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PRMT5によるアルギニンメチル化カスケードを介したp53四量体形成制御機構2022

    • Author(s)
      中川夏美、坂口周弥、和田隼弥、鎌田瑠泉、坂口和靖
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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