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Ａ．DNMT1 によるユビキチン化ヒストン H3 の認識の構造生物学
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Ｂ．LIG1 による UHRF1 の複製サイトへのリクルート
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業績目録
原著論文
1. Ishiyama S, Nishiyama A, Saeki Y, Moritsugu K, Morimoto D, Yamaguchi L, Arai N, Matsumura R, Kawakami T, Mishima Y, Hojo H, Shimamura S, Ishikawa F, Tajima S, Tanaka K, Ariyoshi M, Shirakawa M, Ikeguchi M, Kidera A, Suetake I, Arita K, Nakanishi M. 2017.
Structure of the Dnmt1 reader module complexed with a unique two-mono-ubiquitin mark on histone H3 reveals the basis for DNA methylation maintenance.
Mol Cell 68 350-360. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2017.09.037
2. Mishima Y, Brueckner L, Takahashi S, Kawakami T, Arita K, Oka S, Otani J, Hojo H, Shirakawa M, Suetake I. 2017.
RFTS-dependent negative regulation of Dnmt1 by nucleosome.
The FEBS Journal 284, 3455-3469. doi: 10.1111/febs.14205
3. Ferry L, Fournier A, Tsusaka T, Adelmant G, Shimazu T, Matano S, Kirsh O, Amouroux R, Dohmae N, Suzuki T, Filion GJ, Deng W, de Dieuleveult M, Fritsch L, Kudithipudi S, Jeltsch A, Leonhardt H, Hajkova P, Marto JA, Arita K, Shinkai Y, Defossez PA. 2017.
Methylation of DNA Ligase 1 by G9a/GLP recruits UHRF1 to replicating DNA and regulates DNA methylation.
Mol Cell 67, 550-565. doi: 10.1016/j.molcel.2017.07.012
学会発表
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防御システム再生学分野 Division of Regeneration Biology
客員教授：鈴木 聡
Professor : Akira Suzuki, M.D., Ph.D.
がんは死因の第１位であり,かつ依然増加の一途をたどり,人類にとって最も脅威な 疾患である.当部門では分子生物学,細胞生物学・発生工学等の技術を駆使して,「がん 関連遺伝子の機能とその異常による疾患解明」の研究を行っている.
多くのがん遺伝子やがん抑制遺伝子の異常は,がんの発症進展のみならず,がん以外 の多くの主要な疾患の発症や,個体の発生・分化にも深く関わっていることが分かって きた.このことから,がん関連遺伝子研究はがんのみならず,生活習慣病等の多くの疾患 の治療法開発につながることが期待される.
私たちはこれらがん関連遺伝子の中でも,最近注目されつつある Hippo 経路,がん抑 制遺伝子の代表格である p53 や PTEN の機能やその制御機構を解析し,これら遺伝子を 標的とする新規治療薬開発にも取り組んでいる.
我々の研究によって,がんを含む多くの疾患の発症・進展機構が解明されるとともに, 新規治療薬を開発して,医療に貢献したい.
（ちなみに神戸大学における人事異動としては, 2017 年 4 月から修士課程大学院生 として青野ゆかり氏,久野舟平氏,北山翔太氏が入学し,2017 年 10 月から神戸大学博士 課程大学院生川口徹也氏が産婦人科から派遣.2017 年 4 月から技術補佐員に福本未記氏 が赴任した.）
Ａ．Hippo 経路遺伝子群の機能解析研究
細胞間コミュニケーションには,液性因子起因性シグナルと細胞接触起因性シグナル が大切である.液性因子起因性シグナルはこれまで飛躍的に解析されてきたものの,細 胞接触シグナルはまだ不明な点が多い.特に隣の細胞との接触によって細胞増殖が抑制 される接触抑制現象（コンタクトインヒビション）は古くから知られていたものの,そ の分子機構は未だ殆ど不明であった.近年,接触抑制シグナルの鍵経路として,強力なが ん抑制シグナルとして Hippo キナーゼ経路が脚光を浴びている.
Hippo 経路はショウジョウバエにおいて初めて見出され,接触抑制,細胞増殖,細胞死, 幹細胞維持,器官サイズの制御シグナルとして注目されている.生化学的には細胞接触, ストレス刺激,柔軟な細胞外マトリックス時などに,MST キナーゼが活性化された 後,LATS キナーゼが活性化され,活性化した LATS キナーゼは,細胞増殖に正に働く転写 共役因子 YAP1/TAZ をリン酸化して,核から排除し,或いは蛋白質崩壊に導くことによっ て,主に細胞増殖に作用する標的遺伝子の転写を負に制御する.しかしながら哺乳類で
は Hippo 経路各分子の相同分子が極めて多い為に Hippo キナーゼ経路上のどの分子が どの作用に最も大切であるかを明らかにすることが急務である.さらにこれまでに作製 された Hippo 経路遺伝子欠損マウスの多くは胎生早期に致死であったため,成体におけ る Hippo 経路各分子の生理的役割やその破綻による腫瘍発症の有無の多くが不明であ る.そこで我々は接触抑制の鍵経路である Hippo キナーゼ経路に興味を持ち,この経路 が発生に必須であること,これまで原因が不明であった外毛根鞘がんや混合性肝がんの 原因遺伝子経路の一部は Hippo 経路であること,MOB1 はこれらこの経路のハブとして作 動し,内因性 YAP を最も強力に制御できることを報告するとともに,YAP/TAZ を抑制でき る天然物も提示してきた.
2017 年度には,主に軟骨における Hippo 経路の機能を解析した.軟骨は細胞外マトリ ックスが豊富であり,また機械的刺激を受けやすく,これらは YAP/TAZ を活性化させる.
しかしながら軟骨における Hippo 経路の役割はほとんどわかっていなかった。我々は MOB1 の軟骨細胞特異的な欠損により YAP/TAZ を活性化させると,軟骨細胞の増殖低下や 分化成熟が障害され,マウスは軟骨異形成症を引き起こし低身長となること,これは YAP/TAZ－TEAD 複合体が軟骨のマスターレギュレーターである SOX9 のリプレッサーと して作用することによる等を明らかにした(Development, 2018).その他 YAP/TEAD を標 的とする低分子ヒット化合物２種を見出した。
Ｂ．PTEN の機能解析研究
我々はこれまでにがん抑制遺伝子 PTEN 欠損が引き起こす種々のがんやがん以外の 種々の疾患の発症に関与することを明らかにしてきた.
PTEN の異常は遺伝子変異よりも蛋白質量や酵素活性低下による事が多い.また PTEN 蛋白質量を軽度上昇させたトランスジェニックマウスでは個体寿命も顕著に延長する。
そこで PTEN の分解に関わる既存ユビキチンリガーゼ 5 種を比較検討すると,その効果 は全て軽微ではあるが,最も強力なものは WWP2 であったため,現在 PTEN と WWP2 の直接 結合を阻害する低分子化合物スクリーニングのための TR-FRET 系を樹立中である.
一方 PTEN-EGFP 発現細胞に,Crisper/Cas9 システムでバーコードを含む sgRNA ライブ ラリーを作用させ,PTEN の発現が高くなった細胞をソート後 導入された sgRNA を バー コードを頼りに次世代シークエンスで解析して,PTEN を不安定化する新規分子の一次ス クリーニングを終えた（生医研 須山幹太先生との共同研究）.
Ｃ．P53 を制御する核小体ストレス経路の機能解析研究
p53 の安定化機構は,DNA ストレス(DNA 障害)や発がんストレス(Ras などがん遺伝子 活性化)による機構が主に解析されてきたが,近年これらに加えて,核小体ストレスによ る機構が脚光をあびている.核小体ストレス時には,核小体に存在する一部のリボゾー ム蛋白質(RPL11 など)が核質へ移行し,核質の MDM2 と結合することにより MDM2 の機能
を低下させ p53 が安定化する.
我々は,PICT1 の作用を初めて同定,命名し,(ｱ)この分子が RPL11 を核小体に繋留する 核小体蛋白質であること,(ｲ)核小体ストレス下では PICT1 が速やかに崩壊消失するこ とで,RPL11 が核小体から核質へ局在変化し,これによって核小体ストレス経路が活性化 されて細胞死を導くこと,(ｳ)PICT1 が発現低下した,p53 に変異のない癌患者は,著しく 予後良好であること等を報告した.これらのことから,PICT1 と RPL11 の結合阻害剤は, 新しい作用機序の p53 安定化薬剤として,p53 変異のないがんに対する抗腫瘍薬になる と考えている.
本年度は PICT1 と RPL11 の結合可視化系を,TR-FRET 法で構築し,これを用いてこれら 2 分子の結合を阻害する低分子化合物の一次スクリーニングを終え, 二次スクリーニン グで p53 の上昇をきたす 3 化合物に絞った.また,質量分析解析で同定した PICT1 と結 合する蛋白質 49 種類の中から,PICT1 と直接結合して PICT1 の蛋白質安定化に関わる 新規分子も見出した.
業績目録
原著論文
1. Goto H, Nishio M, To Y, Oishi T, Miyachi Y, Maehama T, Nishina H, Akiyama H, Mak TW, Makii Y, Saito T, Yasoda A, Tsumaki N, Suzuki A. 2018.
Loss of Mob1a/b in mice results in chondrodysplasia due to YAP1/TAZ-TEADs-dependent repression of SOX9.
DEVELOPMENT in press.
2. Nambara S, Masuda T, Nishio M, Kuramitsu S, Tobo T, Ogawa Y, Hu Q, Iguchi T, Kuroda Y, Ito S, Eguchi H, Sugimachi K, Saeki H, Oki E, Maehara Y, Suzuki A, Mimori K. 2017.
Antitumor effects of the antiparasitic agent ivermectin via inhibition of Yes-associated protein 1 expression in gastric cancer.
ONCOTARGET 8(64):107666-107677.
3. Miyamura N, Hata S, Itoh T, Tanaka M, Nishio M, Itoh M, Ogawa Y, Terai S, Sakaida I, Suzuki A, Miyajima A, Nishina H. 2017.
YAP determines the cell fate of injured mouse hepatocytes in vivo.
NATURE COMMUNICATIONS 8:16017.
4. Kondo H, Shimono Y, Mukohyama J, Tanaka Y, Shibuya N, Minami H, Kakeji Y, Suzuki A. 2017.
Discordance of MCM7 mRNA and its Intronic MicroRNA Levels Under Hypoxia.
ANTICANCER RES 37(7):3885-3890.
総説論文
1. Mukohyama J, Shimono Y, Minami H, Kakeji Y, Suzuki A. 2017.
Roles of microRNAs and RNA-Binding Proteins in the Regulation of Colorectal Cancer Stem Cells.
CANCERS (Basel) 9(10), pii: E143.
学会発表等
1. 西尾美希，杉町圭史，新家一男，三森功士，鈴木 聡．(2017, 4/14-15)
Hippo経路分子Mob1変異による肝がん発症機構．
第54回 日本臨床分子医学会学術集会，東京．
2. Shimono Y, Isobe T, Turtoi A, Mukohyama J, Mukohara T, Suzuki A, Castronovo V, Minami H.
(2017, 4/1-5)
MicroRNA-mediated upregulation of the WNT signaling activities in human breast cancer stem cells.
Annual Meeting of the American Association for Cancer Research 2017, Washington DC．
3. 下野洋平，久森重夫，Piero Dalerba，向山順子，磯部大地，南 博信，鈴木 聡．(2017, 5/26-27)
Coordinated action of miRNAs for the regulation of normal and colon cancer stem cells.
第15回 幹細胞シンポジウム，東京．
4. 前濱朝彦，宮地洋佑，鈴木 聡．(2017, 6/30-7/1) がん制御因子PICT1の安定化機構．
第16回 生命科学研究会，金沢．
5. 下野洋平，久森重夫，向山順子，磯部大地，Piero Dalerba，鈴木 聡，南 博信．(2017, 7/27-29)
Coordinated action of tumor suppressive miRNAs for the suppression of normal and colon cancer stem cells.
第15回日本臨床腫瘍学会学術集会，神戸．
6. Nishio M, Maehama T, Suzuki A. (2017, 8/29)
Hippo signaling pathway affects cell competion in mammalian cells via cell-ECM binding and anchorage-dependent cell proliferation.
3rd International Symposium on Cell Competition，札幌．
7. 鈴木 聡．(2017, 8/30-31)
Hippoシグナル経路による細胞競合機構と作用機序の解明．
新学術領域研究―細胞競合―細胞社会を支える適者生存システム．第四回領域会議，札幌．
8. 宮地洋佑，西尾美希，後藤裕樹，前濱朝彦，鈴木 聡．(2017, 9/7-9) 唾液腺におけるMOB1A/1Bの機能解析．
文部科学省 新学術領域研究 学術研究支援基盤形成 先端モデル動物支援プラットフォー ム 若手支援技術講習会，蓼科．