2025/08/07 更新

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カノウ フミ
加納 ふみ
KANO FUMI
所属
総合研究院 細胞制御工学研究センター 教授
職名
教授
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News & Topics

研究キーワード

  • セミインタクト細胞

  • 可視化

  • 小胞体

  • 細胞ストレス

  • ゴルジ体

  • 小胞輸送

  • リン酸化

  • オルガネラ

  • GFP

  • 小胞体関連分解

  • 細胞周期

  • 膜融合装置

  • ナノバイオ

  • 核移行

  • GFP可視化

  • タンパク質の一生

  • 再構成

  • 小胞体ストレス

  • 画像解析

  • ネットワーク解析

研究分野

  • ライフサイエンス / 細胞生物学

  • ライフサイエンス / 機能生物化学

経歴

  • 東京科学大学   総合研究院   教授

    2024年10月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 東京工業大学   科学技術創成研究院   教授

    2024年4月 - 2024年9月

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  • 東京大学 大学院・総合文化研究科   助教

    2011年

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論文

  • Protein covariation networks for elucidating ferroptosis inducer mechanisms and potential synergistic drug targets 査読

    Rina Kunishige, Yoshiyuki Noguchi, Naomi Okamoto, Lei Li, Akito Ono, Masayuki Murata, Fumi Kano

    Communications Biology   8 ( 1 )   2025年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    In drug development, systematically characterizing a compound’s mechanism of action (MoA), including its direct targets and effector proteins, is crucial yet challenging. Network-based approaches, unlike those focused solely on direct targets, effectively detect a wide range of cellular responses elicited by compounds. This study applied protein covariation network analysis, leveraging quantitative, morphological, and localization features from immunostained microscopic images, to elucidate the MoA of AX-53802, a novel ferroptosis inducer. From the candidate targets extracted through network analysis, GPX4 was verified as the direct target by validation experiments. Additionally, aggregates involving GPX4, TfR1, and F-actin were observed alongside iron reduction, suggesting a ferroptosis defense mechanism. Furthermore, combination therapies targeting GPX4 and FAK/Src were found to enhance cancer cell death, and MDM2, ezrin, and cortactin were identified as potential ferroptosis inhibitor targets. These findings highlight the effectiveness of network-based approaches in uncovering a compound’s MoA and developing combination therapies for cancer.

    DOI: 10.1038/s42003-025-07886-3

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s42003-025-07886-3

  • Peptide mimetic NC114 induces growth arrest by preventing PKCδ activation and FOXM1 nuclear translocation in colorectal cancer cells 査読

    Yuki Taguchi, Takeo Nakaya, Kenichi Aizawa, Yoshiyuki Noguchi, Nobuhiko Maiya, Chisako Iwamoto, Kenichi Ohba, Minoru Sugawara, Masayuki Murata, Ryozo Nagai, Fumi Kano

    FEBS Open Bio   14 ( 4 )   695 - 720   2024年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    The peptide mimetic, NC114, is a promising anticancer compound that specifically kills colorectal cancer cells without affecting normal colon epithelial cells. In our previous study, we observed that NC114 inhibited the Wnt/β‐catenin pathway, with significant downregulation of both Ser 675‐phosphorylated β‐catenin and its target genes, cyclin D1 and survivin. However, the molecular mechanism responsible for its cytotoxic effect has not yet been fully characterized. In the present study, we demonstrated that NC114 prevented cell cycle progression from S to G2/M phase by downregulating cell cycle‐related gene expression, and also induced growth arrest in SW480 and HCT‐116 colorectal cancer cells. A novel covariation network analysis combined with transcriptome analysis revealed a series of signaling cascades affected by NC114 treatment, and identified protein kinase C‐δ (PKCδ) and forkhead box protein M1 (FOXM1) as important regulatory factors for NC114‐induced growth arrest. NC114 treatment inhibits the activation of PKCδ and its kinase activity, which suppresses MEK/ERK signaling. Attenuated MEK/ERK signaling then results in a reduction in FOXM1 phosphorylation and subsequent nuclear translocation of FOXM1 and β‐catenin. Consequently, formation of a T‐cell factor‐4 (TCF4)/β‐catenin transcription complex in the nucleus is inhibited and transcription of its target genes, such as cell cycle‐related genes, is downregulated. The efficacy of NC114 on tumor growth was confirmed in a xenograft model. Collectively, elucidation of the mechanism by which NC114 induces growth arrest in colorectal cancer cells should provide a novel therapeutic strategy for colorectal cancer treatment.

    DOI: 10.1002/2211-5463.13784

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  • PKM2 controls the translation of TFE3 to maintain the integrity of the Golgi apparatus for the survival of HeLa and ME-180 cervical cancer cells. 査読 国際誌

    Yuki Taguchi, Kengo Ito, Fumi Kano

    The FEBS journal   290 ( 12 )   3221 - 3242   2023年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The M2 isoform of pyruvate kinase (PKM2) is abundantly expressed in various cancer cells and associated with tumorigenesis, tumour proliferation and tumour progression. However, the role of PKM2 in these oncological processes is not fully understood. In the present study, we depleted PKM2 expression using RNA interference (RNAi), which induced apoptotic cell death and was accompanied by the downregulation of GM130, giantin, and p115 in HeLa and ME-180 cervical cancer cells. The decreased expression of these proteins caused structural and functional disturbances in the Golgi apparatus, which manifested as the dispersion of the Golgi apparatus and delayed anterograde trafficking from the ER to the Golgi. The transcription factor, TFE3, which functions in the Golgi stress response, was responsible for the expression of GM130, giantin, and p115 that maintained the integrity of the organelle under normal growth conditions. In PKM2-knockdown cells, the translation of TFE3 was markedly reduced. Knockdown of TFE3 by RNAi resulted in the downregulation of GM130, giantin, and p115, dispersion of the Golgi apparatus, and apoptotic cell death, similar to those observed following PKM2 knockdown. Conversely, the exogenous expression of TFE3 in PKM2 knockdown cells partially mitigated the aforementioned effects. We also demonstrated that PKM2 bound to the 5' UTR on TFE3 mRNA and promoted translation. This study is the first to identify a new function for PKM2, which activates the basal Golgi stress response to maintain the integrity of the Golgi apparatus through the translation of TFE3 and promote cancer cell survival.

    DOI: 10.1111/febs.16740

    PubMed

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  • Microscopic image-based classification of adipocyte differentiation by machine learning. 査読 国際誌

    Yoshiyuki Noguchi, Masataka Murakami, Masayuki Murata, Fumi Kano

    Histochemistry and cell biology   159 ( 4 )   313 - 327   2023年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Adipocyte differentiation is a sequential process involving increased expression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ), adipocyte-specific gene expression, and accumulation of lipid droplets in the cytoplasm. Expression of the transcription factors involved is usually detected using canonical biochemical or biomolecular procedures such as Western blotting or qPCR of pooled cell lysates. While this provides a useful average index for adipogenesis for some populations, the precise stage of adipogenesis cannot be distinguished at the single-cell level, because the heterogenous nature of differentiation among cells limits the utility of averaged data. We have created a classifier to sort cells, and used it to determine the stage of adipocyte differentiation at the single-cell level. We used a machine learning method with microscopic images of cell stained for PPARγ and lipid droplets as input data. Our results show that the classifier can successfully determine the precise stage of differentiation. Stage classification and subsequent model fitting using the sequential reaction model revealed the action of pioglitazone and rosiglitazone to be promotion of transition from the stage of increased PPARγ expression to the next stage. This indicates that these drugs are PPARγ agonists, and that our classifier and model can accurately estimate drug action points and would be suitable for evaluating the stage/state of individual cells during differentiation or disease progression. The incorporation of both biochemical and morphological information derived from immunofluorescence image of cells and so overcomes limitations of current models.

    DOI: 10.1007/s00418-022-02168-z

    PubMed

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  • BMP4-SMAD1/5/9-RUNX2 pathway activation inhibits neurogenesis and oligodendrogenesis in Alzheimer's patients’ iPSCs in senescence-related conditions 査読

    Daiki Nakatsu, Rina Kunishige, Yuki Taguchi, Naeko Shinozaki-Narikawa, Kishiko Osaka, Kayo Yokomizo, Mami Ishida, Shunsuke Takei, Shoko Yamasaki, Keita Hagiya, Kotaro Hattori, Tadashi Tsukamoto, Masayuki Murata, Fumi Kano

    Stem Cell Reports   18 ( 3 )   688 - 705   2023年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.stemcr.2023.01.004

    Scopus

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  • 【要素から構築する人工細胞とその応用】セミインタクト細胞リシール技術を用いた新しい細胞編集・細胞デザイン

    加納 ふみ, 國重 莉奈

    細胞   54 ( 4 )   186 - 189   2022年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(株)ニュー・サイエンス社  

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  • 蛋白質の細胞内局在情報を活用したシグナル伝達経路分析手法の開発

    野口 誉之, 加納 ふみ, 米谷 信彦, 岩本 智沙子, 山崎 聖子, 大坪 洋介, 中津 大貴, 國重 莉奈, 村田 昌之

    日本薬学会年会要旨集   142年会   28PO1 - 09   2022年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本薬学会  

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  • Targeted protein degradation by Trim-Away using cell resealing coupled with microscopic image-based quantitative analysis. 国際誌

    Rina Kunishige, Masayuki Murata, Fumi Kano

    Frontiers in cell and developmental biology   10   1027043 - 1027043   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    "Trim-Away" technology enables rapid degradation of endogenous proteins without prior modification of protein-coding genes or mRNAs through delivery of antibodies that target proteins of interest. Although this approach can be readily applied to almost any cytosolic protein, strategies for cytosolic antibody delivery have been limited to microinjection or electroporation, which require skill-dependent operation or specialized equipment. Thus, the development of antibody delivery methods that are convenient, scalable, and preferably do not require detachment of adherent cells is required to extend the versatility of the Trim-Away method. Here, we developed a cell resealing technique optimized for Trim-Away degradation, which uses the pore-forming toxin streptolysin O (SLO) to permeabilize the cell membrane and delivered the antibodies of interest into HEK293T, HeLa, and HK-2 cell lines. We demonstrated the ability of Trim-Away protein degradation using IKKα and mTOR as targets, and we showed the availability of the developed system in antibody screening for the Trim-Away method. Furthermore, we effectively coupled Trim-Away with cyclic immunofluorescence and microscopic image-based analysis, which enables single-cell multiplexed imaging analysis. Taking advantage of this new analysis strategy, we were able to compensate for low signal-to-noise due to cell-to-cell variation, which occurs in the Trim-Away method because of the heterogenous contents of the introduced antibody, target protein, and TRIM21 in individual cells. Therefore, the reported cell resealing technique coupled with microscopic image analysis enables Trim-Away users to elucidate target protein function and the effects of target protein degradation on various cellular functions in a more quantitative and precise manner.

    DOI: 10.3389/fcell.2022.1027043

    PubMed

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  • Microscopic image-based covariation network analysis for actin scaffold-modified insulin signaling

    Yoshiyuki Noguchi, Fumi Kano, Nobuhiko Maiya, Chisako Iwamoto, Shoko Yamasaki, Yosuke Otsubo, Daiki Nakatsu, Rina Kunishige, Masayuki Murata

    iScience   24 ( 7 )   102724 - 102724   2021年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier {BV}  

    DOI: 10.1016/j.isci.2021.102724

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  • Applications of cell resealing to reconstitute microRNA loading to extracellular vesicles. 国際誌

    Yuki Sonoda, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Scientific reports   11 ( 1 )   2900 - 2900   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    MicroRNAs (miRNAs) are cargo carried by extracellular vesicles (EVs) and are associated with cell-cell interactions. The response to the cellular environment, such as disease states, genetic/metabolic changes, or differences in cell type, highly regulates cargo sorting to EVs. However, morphological features during EV formation and secretion involving miRNA loading are unknown. This study developed a new method of EV loading using cell resealing and reconstituted the elementary miRNA-loading processes. Morphology, secretory response, and cellular uptake ability of EVs obtained from intact and resealed HeLa cells were comparable. Exogenously added soluble factors were introduced into multivesicular endosomes (MVEs) and their subsequent secretion to the extracellular region occurred in resealed HeLa cells. In addition, miRNA transport to MVEs and miRNA encapsulation to EVs followed a distinct pathway regulated by RNA-binding proteins, such as Argonaute and Y-box binding protein 1, depending on miRNA types. Our cell-resealing system can analyze disease-specific EVs derived from disease model cells, where pathological cytosol is introduced into cells. Thus, EV formation in resealed cells can be used not only to create a reconstitution system to give mechanistic insight into EV encapsulation but also for applications such as loading various molecules into EVs and identifying disease-specific EV markers.

    DOI: 10.1038/s41598-021-82452-5

    PubMed

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  • The Cruciality of Single Amino Acid Replacement for the Spectral Tuning of Biliverdin-Binding Cyanobacteriochromes. 国際誌

    Keiji Fushimi, Hiroki Hoshino, Naeko Shinozaki-Narikawa, Yuto Kuwasaki, Keita Miyake, Takahiro Nakajima, Moritoshi Sato, Fumi Kano, Rei Narikawa

    International journal of molecular sciences   21 ( 17 )   2020年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Cyanobacteriochromes (CBCRs), which are known as linear tetrapyrrole-binding photoreceptors, to date can only be detected from cyanobacteria. They can perceive light only in a small unit, which is categorized into various lineages in correlation with their spectral and structural characteristics. Recently, we have succeeded in identifying specific molecules, which can incorporate mammalian intrinsic biliverdin (BV), from the expanded red/green (XRG) CBCR lineage and in converting BV-rejective molecules into BV-acceptable ones with the elucidation of the structural basis. Among the BV-acceptable molecules, AM1_1870g3_BV4 shows a spectral red-shift in comparison with other molecules, while NpF2164g5_BV4 does not show photoconversion but stably shows a near-infrared (NIR) fluorescence. In this study, we found that AM1_1870g3_BV4 had a specific Tyr residue near the d-ring of the chromophore, while others had a highly conserved Leu residue. The replacement of this Tyr residue with Leu in AM1_1870g3_BV4 resulted in a blue-shift of absorption peak. In contrast, reverse replacement in NpF2164g5_BV4 resulted in a red-shift of absorption and fluorescence peaks, which applies to fluorescence bio-imaging in mammalian cells. Notably, the same Tyr/Leu-dependent color-tuning is also observed for the CBCRs belonging to the other lineage, which indicates common molecular mechanisms.

    DOI: 10.3390/ijms21176278

    PubMed

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  • The cell resealing technique for manipulating, visualizing, and elucidating molecular functions in living cells

    Rina Kunishige, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects   1864 ( 2 )   129329 - 129329   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier {BV}  

    DOI: 10.1016/j.bbagen.2019.03.015

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  • Pyk2-dependent phosphorylation of LSR enhances localization of LSR and tricellulin at tricellular tight junctions 査読

    Daiki Nakatsu, Fumi Kano, Naeko Shinozaki-Narikawa, Masayuki Murata

    PLOS ONE   14 ( 10 )   e0223300   2019年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0223300

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  • Phosphatidylinositol-3-phosphate-mediated actin domain formation linked to DNA synthesis upon insulin treatment in rat hepatoma-derived H4IIEC3 cells. 国際誌

    Fumi Kano, Masayuki Murata

    Biochimica et biophysica acta. Molecular cell research   1866 ( 5 )   793 - 805   2019年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Phosphatidylinositol-3-phosphate (PI3P) is a lipid that accumulates in the early endosomal membrane, and acts as a scaffold to recruit proteins that contain a PI3P-binding domain, such as the FYVE domain. In this study, we examined the effect of PI3P depletion on the insulin response in rat hepatoma-derived H4IIEC3 cells. We found that insulin treatment induced the transient formation of an actin domain structure, a mesh-like tangled network of actin filaments where phosphorylated Akt, endosomal proteins, and PI3P accumulated. Actin domain formation was repressed by the depletion of PI3P by SAR405, an inhibitor of the class III PI3 kinase, Vps34, by the inhibition of PI3P function by the competitive binding of an excess amount of GST-fused 2xFYVE protein to intracellular PI3P, and by the use of diabetic model cells, in which PI3P was depleted. SAR405 did not affect the phosphorylation level of Akt, and the transcriptional regulation of gluconeogenic and cholesterol synthetic genes after insulin treatment. Interestingly, insulin-induced DNA synthesis was specifically inhibited by SAR405, cytochalasin B, and also in diabetic model cells. These results suggest that PI3P is required for the formation of actin domains, which affected a signaling pathway downstream of Akt associated with DNA synthesis in H4IIEC3 cells.

    DOI: 10.1016/j.bbamcr.2019.02.005

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  • Changes in the asymmetric distribution of cholesterol in the plasma membrane influence streptolysin O pore formation. 国際誌

    Fumihiko Ogasawara, Fumi Kano, Masayuki Murata, Yasuhisa Kimura, Noriyuki Kioka, Kazumitsu Ueda

    Scientific reports   9 ( 1 )   4548 - 4548   2019年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    ATP-binding cassette A1 (ABCA1) plays a key role in generating high-density lipoprotein (HDL) and preventing atherosclerosis. ABCA1 exports cholesterol and phospholipid to apolipoprotein A-I (apoA-I) in serum to generate HDL. We found that streptolysin O (SLO), a cholesterol-dependent pore-forming toxin, barely formed pores in ABCA1-expressing cells, even in the absence of apoA-I. Neither cholesterol content in cell membranes nor the amount of SLO bound to cells was affected by ABCA1. On the other hand, binding of the D4 domain of perfringolysin O (PFO) to ABCA1-expressing cells increased, suggesting that the amount of cholesterol in the outer leaflet of the plasma membrane (PM) increased and that the cholesterol dependences of these two toxins differ. Addition of cholesterol to the PM by the MβCD-cholesterol complex dramatically restored SLO pore formation in ABCA1-expressing cells. Therefore, exogenous expression of ABCA1 causes reduction in the cholesterol level in the inner leaflet, thereby suppressing SLO pore formation.

    DOI: 10.1038/s41598-019-39973-x

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  • Semi-Intact Cell System for Reconstituting and Analyzing Cellular Golgi Dynamics. 国際誌

    Fumi Kano, Masayuki Murata

    Results and problems in cell differentiation   67   233 - 250   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Morphology of Golgi apparatus changes frequently and diversely depending on various cellular conditions and these changes correlate with the balance between membrane inflow and outflow at the Golgi via vesicular transports. In a previous study, we introduced a semi-intact cell system suitable for the reconstitution of morphological changes that organelles undergo as well as the vesicular transport between them. Semi-intact cells are cells that have undergone plasma membrane permeabilization by the cholesterol-dependent pore-forming cytolysin, streptolysin O (SLO). Permeabilization enables the introduction of various molecules into the cells, as well as the substitution of the original cytosol with an exogenously made cytosol prepared from cells in various stages of cell cycle, differentiation, and disease progression. Coupled with a green fluorescent protein(GFP)-visualization technique, this cell-based system enables the analysis of the molecular mechanisms underlying biological processes that are highly dependent on the integrity of the intracellular architecture. In this chapter, we present a variety of reconstitution assays concerning biological reactions pertaining to the Golgi apparatus.

    DOI: 10.1007/978-3-030-23173-6_10

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  • Multiplicity in Long Noncoding RNA in Living Cells 査読

    Kurokawa R, Komiya R, Oyoshi T, Matsuno Y, Tani H, Katahira M, Hitachi K, Iwashita Y, Yamashita T, Kondo K, Yoneda Y, Yamaoki Y, Ueda N, Mashima T, Kobayashi N, Nagata T, Kiyoishi A, Miyake M, Kano F, Murata M, Hamad N, Sasaki K, Shoji N

    Biomedical Sciences   4 ( 2 )   18 - 23   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.11648/j.bs.20180402.11

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  • Exosome-associated Shiga toxin 2 is released from cells and causes severe toxicity in mice. 査読 国際誌

    Miho Watanabe-Takahashi, Shinji Yamasaki, Masayuki Murata, Fumi Kano, Jun Motoyama, Jyoji Yamate, Jumpei Omi, Waka Sato, Hirofumi Ukai, Kentaro Shimasaki, Masaya Ikegawa, Miwa Tamura-Nakano, Ryohei Yanoshita, Yuri Nishino, Atsuo Miyazawa, Yasuhiro Natori, Noriko Toyama-Sorimachi, Kiyotaka Nishikawa

    Scientific reports   8 ( 1 )   10776 - 10776   2018年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Shiga toxin (Stx), a major virulence factor of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC), is classified into two subgroups, Stx1 and Stx2. Clinical data clearly indicate that Stx2 is associated with more severe toxicity than Stx1, but the molecular mechanism underlying this difference is not fully understood. Here, we found that after being incorporated into target cells, Stx2, can be transported by recycling endosomes, as well as via the regular retrograde transport pathway. However, transport via recycling endosome did not occur with Stx1. We also found that Stx2 is actively released from cells in a receptor-recognizing B-subunit dependent manner. Part of the released Stx2 is associated with microvesicles, including exosome markers (referred to as exo-Stx2), whose origin is in the multivesicular bodies that formed from late/recycling endosomes. Finally, intravenous administration of exo-Stx2 to mice causes more lethality and tissue damage, especially severe renal dysfunction and tubular epithelial cell damage, compared to a free form of Stx2. Thus, the formation of exo-Stx2 might contribute to the severity of Stx2 in vivo, suggesting new therapeutic strategies against EHEC infections.

    DOI: 10.1038/s41598-018-29128-9

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  • The first successful observation of in-cell NMR signals of DNA and RNA in living human cells 査読

    Yudai Yamaoki, Ayaka Kiyoishi, Masayuki Miyake, Fumi Kano, Masayuki Murata, Takashi Nagata, Masato Katahira

    Physical Chemistry Chemical Physics   20 ( 5 )   2982 - 2985   2018年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry  

    DOI: 10.1039/c7cp05188c

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  • LLO-mediated Cell Resealing System for Analyzing Intracellular Activity of Membrane-impermeable Biopharmaceuticals of Mid-sized Molecular Weight. 国際誌

    Masataka Murakami, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Scientific reports   8 ( 1 )   1946 - 1946   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Cell-based assays have become increasingly important in the preclinical studies for biopharmaceutical products such as specialty peptides, which are of interest owing to their high substrate specificity. However, many of the latter are membrane impermeable and must be physically introduced into cells to evaluate their intracellular activities. We previously developed a "cell-resealing technique" that exploited the temperature-dependent pore-forming activity of the streptococcal toxin, streptolysin O (SLO), that enabled us to introduce various molecules into cells for evaluation of their intracellular activities. In this study, we report a new cell resealing method, the listeriolysin O (LLO)-mediated resealing method, to deliver mid-sized, membrane-impermeable biopharmaceuticals into cells. We found that LLO-type resealing required no exogenous cytosol to repair the injured cell membrane and allowed the specific entry of mid-sized molecules into cells. We use this method to introduce either a membrane-impermeable, small compound (8-OH-cAMP) or specialty peptide (Akt-in), and demonstrated PKA activation or Akt inhibition, respectively. Collectively, the LLO-type resealing method is a user-friendly and reproducible intracellular delivery system for mid-sized membrane-impermeable molecules into cells and for evaluating their intracellular activities.

    DOI: 10.1038/s41598-018-20482-2

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  • Cell resealing technique: From reconstitution to cell editing

    Masayuki Murata, Fumi Kano

    Seikagaku   90 ( 4 )   433 - 443   2018年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japanese Biochemical Society  

    DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2018.900433

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  • Establishment and phenotyping of disease model cells created by cell-resealing technique 査読

    Fumi Kano, Yoshiyuki Noguchi, Masayuki Murata

    Scientific Reports   7 ( 1 )   2017年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Cell-based assays are growing in importance for screening drugs and investigating their mechanisms of action. Most of the assays use so-called “normal” cell strain because it is difficult to produce cell lines in which the disease conditions are reproduced. In this study, we used a cell-resealing technique, which reversibly permeabilizes the plasma membrane, to develop diabetic (Db) model hepatocytes into which cytosol from diabetic mouse liver had been introduced. Db model hepatocytes showed several disease-specific phenotypes, namely disturbance of insulin-induced repression of gluconeogenic gene expression and glucose secretion. Quantitative image analysis and principal component analysis revealed that the ratio of phosphorylated Akt (pAkt) to Akt was the best index to describe the difference between wild-type and Db model hepatocytes. By performing image-based drug screening, we found pioglitazone, a PPARγ agonist, increased the pAkt/Akt ratio, which in turn ameliorated the insulin-induced transcriptional repression of the gluconeogenic gene phosphoenolpyruvate carboxykinase 1. The disease-specific model cells coupled with image-based quantitative analysis should be useful for drug development, enabling the reconstitution of disease conditions at the cellular level and the discovery of disease-specific markers.</jats:p>

    DOI: 10.1038/s41598-017-15443-0

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    その他リンク: http://www.nature.com/articles/s41598-017-15443-0

  • Pyruvate kinase M1 interacts with A-Raf and inhibits endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis by activating MEK1/ERK pathway in mouse insulinoma cells. 国際誌

    Yuta Horiuchi, Daiki Nakatsu, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Cellular signalling   38   212 - 222   2017年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Apoptotic death of pancreatic β cells is a major cause of type 2 diabetes mellitus (T2D) progression. Two isoforms of pyruvate kinase, PKM1 and PKM2, have been reported to participate in cell death in several cell types; however, little is known about their causal pathways in pancreatic β-cell death. We examined whether the suppression of PKM1 or PKM2 affects endoplasmic reticulum (ER) stress-induced apoptosis in a pancreatic β-cell line, MIN6, and Beta-TC-6 and found that knockdown of PKM1, but not of PKM2, leads to the induction of ER stress-induced apoptosis in these cells. We also investigated the mechanism by which PKM1 inhibits ER stress-induced apoptosis. We confirmed that PKM1 interacts with A-Raf, an upstream regulator of the MEK/ERK pathway, and that this interaction contributes to MEK1 phosphorylation by A-Raf. PKM1 knockdown suppresses the phosphorylation of MEK, ERK, and caspase-9 (Thr125), which is phosphorylated by the MEK/ERK pathway, thereby inhibiting the cleavage and activation of caspase-9. Thus, PKM1 knockdown activates the caspase-9/caspase-3 pathway under ER stress conditions and leads to apoptosis.

    DOI: 10.1016/j.cellsig.2017.07.017

    PubMed

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  • Novel prosurvival function of Yip1A in human cervical cancer cells: constitutive activation of the IRE1 and PERK pathways of the unfolded protein response. 国際誌

    Yuki Taguchi, Yuta Horiuchi, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Cell death & disease   8 ( 3 )   e2718   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Cancer cells are under chronic endoplasmic reticulum (ER) stress due to hypoxia, low levels of nutrients, and a high metabolic demand for proliferation. To survive, they constitutively activate the unfolded protein response (UPR). The inositol-requiring protein 1 (IRE1) and protein kinase RNA-like ER kinase (PERK) signaling branches of the UPR have been shown to have cytoprotective roles in cancer cells. UPR-induced autophagy is another prosurvival strategy of cancer cells, possibly to remove misfolded proteins and supply nutrients. However, the mechanisms by which cancer cells exploit the UPR and autophagy machinery to promote survival and the molecules that are essential for these processes remain to be elucidated. Recently, a multipass membrane protein, Yip1A, was shown to function in the activation of IRE1 and in UPR-induced autophagy. In the present study, we explored the possible role of Yip1A in activation of the UPR by cancer cells for their survival, and found that depletion of Yip1A by RNA interference (RNAi) induced apoptotic cell death in HeLa and CaSki cervical cancer cells. Intriguingly, Yip1A was found to activate the IRE1 and PERK pathways of the UPR constitutively in HeLa and CaSki cells. Yip1A mediated the phosphorylation of IRE1 and also engaged in the transcription of PERK. The activation of these signaling pathways upregulated the expression of anti-apoptotic proteins and autophagy-related proteins. These events might enhance resistance to apoptosis and promote cytoprotective autophagy in HeLa and CaSki cells. The present study is the first to uncover a key prosurvival modulator, Yip1A, which coordinates IRE1 signaling with PERK signaling to support the survival of HeLa and CaSki cervical cancer cells.

    DOI: 10.1038/cddis.2017.147

    PubMed

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  • Reconstitution of the targeting of Rab6A to the Golgi apparatus in semi-intact HeLa cells: A role of BICD2 in stabilizing Rab6A on Golgi membranes and a concerted role of Rab6A/BICD2 interactions in Golgi-to-ER retrograde transport 査読

    Mariko Matsuto, Fumi Kano, Masayuki Murata

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-MOLECULAR CELL RESEARCH   1853 ( 10 )   2592 - 2609   2015年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbamcr.2015.05.005

    Web of Science

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  • Translocation of forkhead box O1 to the nuclear periphery induces histone modifications that regulate transcriptional repression of PCK1 in HepG2 cells. 国際誌

    Tamaki Arai, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms   20 ( 4 )   340 - 57   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Forkhead box O1 (FOXO1) is an important target for insulin. It is widely accepted that insulin-induced phosphorylation of FOXO1 by Akt leads to its nuclear exclusion and results in the inhibition of FOXO1-mediated transcription of the gluconeogenic gene phosphoenolpyruvate carboxykinase 1 (PCK1) in hepatocytes. However, many results that contradict this model have accumulated. Here, we provide a new mechanism for insulin-dependent repression of FOXO1-mediated transcription. We showed insulin-induced translocation of endogenous Ser256-phosphorylated FOXO1, which is essential for regulation of FOXO1-mediated transcription, from nuclear speckles to the nuclear periphery. This insulin-dependent translocation of FOXO1 regulated transcriptional repression of PCK1 concomitant with the formation of the FOXO1-euchromatic histone-lysine N-methyltransferase2 (EHMT2) complex and histone modifications of the PCK1 promoter region. Notably, our results suggest that FOXO1 uses nucleoporin 98 kDa NUP98 for this transcriptional regulation. These results provide a new insight into various FOXO1-mediated transcriptional regulation and FOXO1-mediated essential biological pathways.

    DOI: 10.1111/gtc.12226

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  • L-cysteine reversibly inhibits glucose-induced biphasic insulin secretion and ATP production by inactivating PKM2. 国際誌

    Daiki Nakatsu, Yuta Horiuchi, Fumi Kano, Yoshiyuki Noguchi, Taichi Sugawara, Iseki Takamoto, Naoto Kubota, Takashi Kadowaki, Masayuki Murata

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America   112 ( 10 )   E1067-76   2015年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Increase in the concentration of plasma L-cysteine is closely associated with defective insulin secretion from pancreatic β-cells, which results in type 2 diabetes (T2D). In this study, we investigated the effects of prolonged L-cysteine treatment on glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) from mouse insulinoma 6 (MIN6) cells and from mouse pancreatic islets, and found that the treatment reversibly inhibited glucose-induced ATP production and resulting GSIS without affecting proinsulin and insulin synthesis. Comprehensive metabolic analyses using capillary electrophoresis time-of-flight mass spectrometry showed that prolonged L-cysteine treatment decreased the levels of pyruvate and its downstream metabolites. In addition, methyl pyruvate, a membrane-permeable form of pyruvate, rescued L-cysteine-induced inhibition of GSIS. Based on these results, we found that both in vitro and in MIN6 cells, L-cysteine specifically inhibited the activity of pyruvate kinase muscle isoform 2 (PKM2), an isoform of pyruvate kinases that catalyze the conversion of phosphoenolpyruvate to pyruvate. L-cysteine also induced PKM2 subunit dissociation (tetramers to dimers/monomers) in cells, which resulted in impaired glucose-induced ATP production for GSIS. DASA-10 (NCGC00181061, a substituted N,N'-diarylsulfonamide), a specific activator for PKM2, restored the tetramer formation and the activity of PKM2, glucose-induced ATP production, and biphasic insulin secretion in L-cysteine-treated cells. Collectively, our results demonstrate that impaired insulin secretion due to exposure to L-cysteine resulted from its direct binding and inactivation of PKM2 and suggest that PKM2 is a potential therapeutic target for T2D.

    DOI: 10.1073/pnas.1417197112

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  • Yip1A, a Novel Host Factor for the Activation of the IRE1 Pathway of the Unfolded Protein Response during Brucella Infection 査読

    Yuki Taguchi, Koichi Imaoka, Michiyo Kataoka, Akihiko Uda, Daiki Nakatsu, Sakuya Horii-Okazaki, Rina Kunishige, Fumi Kano, Masayuki Murata

    PLOS PATHOGENS   11 ( 3 )   e1004747   2015年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.ppat.1004747

    Web of Science

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  • Rab2A is a pivotal switch protein that promotes either secretion or ER-associated degradation of (pro)insulin in insulin-secreting cells. 国際誌

    Taichi Sugawara, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Scientific reports   4   6952 - 6952   2014年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Rab2A, a small GTPase localizing to the endoplasmic reticulum (ER)-Golgi intermediate compartment (ERGIC), regulates COPI-dependent vesicular transport from the ERGIC. Rab2A knockdown inhibited glucose-stimulated insulin secretion and concomitantly enlarged the ERGIC in insulin-secreting cells. Large aggregates of polyubiquitinated proinsulin accumulated in the cytoplasmic vicinity of a unique large spheroidal ERGIC, designated the LUb-ERGIC. Well-known components of ER-associated degradation (ERAD) also accumulated at the LUb-ERGIC, creating a suitable site for ERAD-mediated protein quality control. Moreover, chronically high glucose levels, which induced the enlargement of the LUb-ERGIC and ubiquitinated protein aggregates, impaired Rab2A activity by promoting dissociation from its effector, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), in response to poly (ADP-ribosyl)ation of GAPDH. The inactivation of Rab2A relieved glucose-induced ER stress and inhibited ER stress-induced apoptosis. Collectively, these results suggest that Rab2A is a pivotal switch that controls whether insulin should be secreted or degraded at the LUb-ERGIC and Rab2A inactivation ensures alleviation of ER stress and cell survival under chronic glucotoxicity.

    DOI: 10.1038/srep06952

    PubMed

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  • JNK1/2-dependent phosphorylation of angulin-1/LSR is required for the exclusive localization of angulin-1/LSR and tricellulin at tricellular contacts in EpH4 epithelial sheet

    Daiki Nakatsu, Fumi Kano, Yuki Taguchi, Taichi Sugawara, Takashi Nishizono, Kiyotaka Nishikawa, Yukako Oda, Mikio Furuse, Masayuki Murata

    GENES TO CELLS   19 ( 7 )   565 - 581   2014年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/gtc.12158

    Web of Science

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  • Semi-intact Cell System and Cell Resealing Technique for Image-based Analysis of Intracellular Events: A Powerful Cellular Tool for Single Cell Biology

    Masayuki MURATA, Yoshiyuki NOGUCHI, Yuta HORIUCHI, Sakuya HORII, Fumi KANO

    Seibutsu Butsuri   54 ( 4 )   206 - 209   2014年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Biophysical Society of Japan  

    DOI: 10.2142/biophys.54.206

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  • Hydrogen peroxide depletes phosphatidylinositol-3-phosphate from endosomes in a p38 MAPK-dependent manner and perturbs endocytic transport and signal transduction in pathogenic cells

    Masayuki Murata, Fumi Kano

    Hydrogen Peroxide: Detection, Applications and Health Implications   128 - 152   2013年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:Nova Science Publishers, Inc.  

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  • PPARγ-induced PARylation promotes local DNA demethylation by production of 5-hydroxymethylcytosine. 査読 国際誌

    Katsunori Fujiki, Akihiro Shinoda, Fumi Kano, Ryuichiro Sato, Katsuhiko Shirahige, Masayuki Murata

    Nature communications   4   2262 - 2262   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Recent studies have shown that DNA demethylation goes through the conversion of 5-methylcytosine (5mC) to 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) by Tet proteins. However, it is still unclear how the target regions for demethylation are distinguished within their genomic context. Here we show that the nuclear receptor peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPARγ) has the ability to direct local demethylation around its binding sites, the PPAR response elements (PPREs), during adipocyte differentiation. PPARγ is a key regulator of the differentiation process that forms a PPARγ co-activator complex on PPREs and activates the expression of adipocyte-specific genes. The complex is poly(ADP-ribosyl)ated (PARylated) on PPREs, and Tet proteins catalyse the conversion of 5mC to 5hmC locally by their ability to bind to the PAR polymer, thereby inducing region-specific demethylation. Our study demonstrates that a sequence-dependent transcription factor complex can, through its post-translational modification, serve for Tet proteins as a landmark to identify sites of DNA demethylation.

    DOI: 10.1038/ncomms3262

    PubMed

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  • 2P308 セミインタクト細胞リシール技術による細胞内への分子導入と病態モデル細胞構築への応用(28.バイオエンジニアリング,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Noguchi Yoshiyuki, Horiuchi Yuta, Nakatsu Daiki, Kano Fumi, Murata Masayuki

    生物物理   53 ( 1 )   S210   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.53.S210_1

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  • A new vesicular scaffolding complex mediates the G-protein-coupled 5-HT1A receptor targeting to neuronal dendrites. 国際誌

    Sana Al Awabdh, Stéphanie Miserey-Lenkei, Tahar Bouceba, Justine Masson, Fumi Kano, Carine Marinach-Patrice, Michel Hamon, Michel Boris Emerit, Michèle Darmon

    The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience   32 ( 41 )   14227 - 41   2012年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Although essential for their neuronal function, the molecular mechanisms underlying the dendritic targeting of serotonin G-protein-coupled receptors are poorly understood. Here, we characterized a Yif1B-dependent vesicular scaffolding complex mediating the intracellular traffic of the rat 5-HT(1A) receptor (5-HT(1A)R) toward dendrites. By combining directed mutagenesis, GST-pull down, and surface plasmon resonance, we identified a tribasic motif in the C-tail of the 5-HT(1A)R on which Yif1B binds directly with high affinity (K(D) ≈ 37 nM). Moreover, we identified Yip1A, Rab6, and Kif5B as new partners of the 5-HT(1A)R/Yif1B complex, and showed that their expression in neurons is also crucial for the dendritic targeting of the 5-HT(1A)R. Live videomicroscopy revealed that 5-HT(1A)R, Yif1B, Yip1A, and Rab6 traffic in vesicles exiting the soma toward the dendritic tree, and also exhibit bidirectional motions, sustaining their role in 5-HT(1A)R dendritic targeting. Hence, we propose a new trafficking pathway model in which Yif1B is the scaffold protein recruiting the 5-HT(1A)R in a complex including Yip1A and Rab6, with Kif5B and dynein as two opposite molecular motors coordinating the traffic of vesicles along dendritic microtubules. This targeting pathway opens new insights for G-protein-coupled receptors trafficking in neurons.

    DOI: 10.1523/JNEUROSCI.6329-11.2012

    PubMed

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  • A Resealed-Cell System for Analyzing Pathogenic Intracellular Events: Perturbation of Endocytic Pathways under Diabetic Conditions

    Fumi Kano, Daiki Nakatsu, Yoshiyuki Noguchi, Akitsugu Yamamoto, Masayuki Murata

    PLoS ONE   7 ( 8 )   e44127 - e44127   2012年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Public Library of Science (PLoS)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0044127

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  • セミインタクト細胞リシール法を用いた「病態モデル細胞」作製とその疾患研究への応用

    村田 昌之, 加納 ふみ

    化学と生物   50 ( 7 )   510 - 517   2012年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry  

    正常および病態の網羅的マイクロアレイ解析やプロテオーム解析が進み,多数の疾患関連遺伝子やタンパク質が抽出され,その細胞内機能や病態との関連が遺伝子改変マウスなどを用い盛んに研究されようとしている.しかし,その網羅的解析によって抽出される遺伝子・タンパク質の数は膨大であり,創薬・診断研究の現場では,動物個体を使用した前臨床研究におけるコストと時間のパフォーマンスの増大のため,リード化合物のスクリーニングやその副作用・作用機序研究における「細胞アッセイ」の重要性はますます増大してきている.しかし,現行の細胞アッセイの多くは「正常細胞」を使用したものであり,「病態環境」における細胞機能のかく乱の分子解析や,病態状態を示す細胞を利用した創薬スクリーニングを実践することが難しいのが現状である.本総説では,この「病態環境」を再現した細胞アッセイ系として,セミインタクト細胞リシール法を用いて作製した「病態モデル細胞」とその利用法を紹介するとともに,この誕生したばかりのツールの利点と,その克服すべき問題点と今後の展望について概説する.

    DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.50.510

    CiNii Books

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    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/10006703508?from=CiNii

  • PKCδ and ε regulate the morphological integrity of the ER-Golgi intermediate compartment (ERGIC) but not the anterograde and retrograde transports via the Golgi apparatus. 国際誌

    Taichi Sugawara, Daiki Nakatsu, Hiroaki Kii, Nobuhiko Maiya, Atsuhiro Adachi, Akitsugu Yamamoto, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Biochimica et biophysica acta   1823 ( 4 )   861 - 75   2012年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The ER-Golgi intermediate compartment (ERGIC) is an organelle through which cargo proteins pass and are being transferred by either anterograde or retrograde transport between the endoplasmic reticulum (ER) and the Golgi apparatus. We examined the effect of 80 different kinase inhibitors on ERGIC morphology and found that rottlerin, a PKCδ inhibitor, induced the dispersion of the perinuclear ERGIC into punctate structures. Rottlerin also delayed anterograde transport of vesicular stomatitis virus G protein (VSVG) from the ER to the Golgi and retrograde transport of cholera toxin from cell surface to the ER via the Golgi. RNA interference revealed that knockdown of PKCδ or ε resulted in the dispersion of the ERGIC, but unexpectedly did not inhibit VSVG and cholera toxin transport. We also found that rottlerin depolarized the mitochondrial membrane potential, as does carbonylcyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone (FCCP), an uncoupler, and demonstrated that a decrease in the intracellular adenosine triphosphate (ATP) levels by rottlerin might underlie the block in transports. These results suggest that PKCδ and ε specifically regulate the morphology of the ERGIC and that the maintenance of ERGIC structure is not necessarily required for anterograde and retrograde transports.

    DOI: 10.1016/j.bbamcr.2012.01.007

    PubMed

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  • Hydrogen peroxide depletes phosphatidylinositol-3-phosphate from endosomes in a p38 MAPK-dependent manner and perturbs endocytosis. 国際誌

    Fumi Kano, Tamaki Arai, Mariko Matsuto, Hanako Hayashi, Moritoshi Sato, Masayuki Murata

    Biochimica et biophysica acta   1813 ( 5 )   784 - 801   2011年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Phosphatidylinositol-3-phosphate (PI3P) is a lipid that is enriched specifically in early endosomes. Given that early endosomes containing PI3P act as a microdomain to recruit proteins that contain a PI3P-binding domain (FYVE domain), the equilibrium between the production and degradation of PI3P influences a variety of processes, including endocytosis and signal transduction via endosomes. In the study reported herein, we have developed a novel analytical method to quantify the amount of PI3P in endosomes by introducing a GST-2xFYVE protein probe into semi-intact cells. The GST-2xFYVE probe was targeted specifically to intracellular PI3P-containing endosomes, which retained their small punctate structure, and allowed the semi-quantitative measurement of intracellular PI3P. Using the method, we found that treatment of HeLa cells with H(2)O(2) decreased the amount of PI3P in endosomes in a p38 MAPK-dependent manner. In addition, H(2)O(2) treatment delayed transport through various endocytic pathways, especially post-early endosome transport; the retrograde transport of cholera toxin was especially dependent on the amount of PI3P in endosomes. This article is part of a Special Issue entitled: 11th European Symposium on Calcium.

    DOI: 10.1016/j.bbamcr.2011.01.023

    PubMed

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  • 1SF-05 Establishment of semi-intact cell resealing technique : Insights into intracellular logistics and signal transductions under disease state(1SF Progress in the understanding of intracellular signaling networks of molecules,The 49th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan)

    村田 昌之, Kano Fumi

    生物物理   51   S5   2011年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.51.S5_4

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  • 3K1148 セミインタクト細胞リシール技術を用いた病態モデル細胞構築(細胞生物的課題3,第49回年会講演予稿集)

    Kano Fumi, Horiuchi Yuta, Murata Masayuki

    生物物理   51   S145   2011年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.51.S145_5

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  • EpH4細胞におけるタイト結合形成のキナーゼ制御メカニズムの解析およびビジュアルスクリーニング(Visual screening and analysis for kinase-regulated mechanisms of tight junction formation in EpH4 cells)

    中津 大貴, 菅原 太一, 安達 淳博, 加納 ふみ, 古瀬 幹夫, 村田 昌之

    日本生化学会大会・日本分子生物学会年会合同大会講演要旨集   83回・33回   1P - 0426   2010年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:(公社)日本生化学会  

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  • Golgi-associated GSK3 beta regulates the sorting process of post-Golgi membrane trafficking 査読

    Atsuhiro Adachi, Fumi Kano, Takashi Tsuboi, Morihisa Fujita, Yusuke Maeda, Masayuki Murata

    JOURNAL OF CELL SCIENCE   123 ( 19 )   3215 - 3225   2010年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1242/jcs.063941

    Web of Science

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  • An Orally Applicable Shiga Toxin Neutralizer Functions in the Intestine To Inhibit the Intracellular Transport of the Toxin 査読

    Miho Watanabe-Takahashi, Toshio Sato, Taeko Dohi, Noriko Noguchi, Fumi Kano, Masayuki Murata, Takashi Hamabata, Yasuhiro Natori, Kiyotaka Nishikawa

    INFECTION AND IMMUNITY   78 ( 1 )   177 - 183   2010年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1128/IAI.01022-09

    Web of Science

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  • 2P207 Mitochondria morphology was regulated by GSK3β(The 48th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan)

    Adachi Atsuhiro, Kano Fumi, Murata Masayuki

    生物物理   50 ( 2 )   S119   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S119_1

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  • 1P202 1C1240 セミインタクト細胞とそのリシール技術を用いたメンブレンダイナミクス研究(細胞生物的課題(接着,運動,骨格,伝達,膜),口頭発表,第48回日本生物物理学会年会)

    Kano Fumi, Arai Tamaki, Matsuto Mariko, Murata Masayuki

    生物物理   50 ( 2 )   S55   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S55_1

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  • Microscopic dissection of the process of stress granule assembly 査読

    Ken Fujimura, Jun Katahira, Fumi Kano, Yoshihiro Yoneda, Masayuki Murata

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-MOLECULAR CELL RESEARCH   1793 ( 11 )   1728 - 1737   2009年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbamcr.2009.08.010

    Web of Science

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  • Intracellular phospholipase A1gamma (iPLA1gamma) is a novel factor involved in coat protein complex I- and Rab6-independent retrograde transport between the endoplasmic reticulum and the Golgi complex. 査読

    Morikawa RK, Aoki J, Kano F, Murata M, Yamamoto A, Tsujimoto M, Arai H

    The Journal of biological chemistry   284 ( 39 )   26620 - 26630   2009年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.m109.038869

    Web of Science

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  • Yip1A regulates the COPI-independent retrograde transport from the Golgi complex to the ER

    Fumi Kano, Shinobu Yamauchi, Yumi Yoshida, Miho Watanabe-Takahashi, Kiyotaka Nishikawa, Nobuhiro Nakamura, Masayuki Murata

    Journal of Cell Science   122 ( 13 )   2218 - 2227   2009年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1242/jcs.043414

    Scopus

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  • Visual screening and analysis for kinase-regulated membrane trafficking pathways that are involved in extensive beta-amyloid secretion. 国際誌

    Atsuhiro Adachi, Fumi Kano, Takaomi C Saido, Masayuki Murata

    Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms   14 ( 3 )   355 - 69   2009年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Membrane trafficking is an important cellular process that enables the precise localization of membrane proteins. The disturbance of membrane trafficking results in various disease states. To explore systematically the defects in trafficking pathways that cause these disturbances or disease states, we developed an automated high-throughput fluorescence-based imaging system and carried out visual screening for kinase-regulated trafficking pathways of the cation-independent mannose 6-phosphate receptor (CI-M6PR) in HeLa cells. As the result of our visual screening, which examined the effect of kinase inhibitors and a kinase siRNA library, we identified five kinases (CDC42BPB, PRKACA, PRKACG, GSK3 beta and CSNK2A1) that regulate CI-M6PR trafficking. Moreover, we focused on Alzheimer's disease (AD) to study the relationship between the five kinases and a disease state. Notably, two trafficking pathways, which were regulated by PRKACG and GSK3 beta, respectively, induced high levels of secretion of Abeta, the hallmark of AD. In addition, we found that the modulation of GSK3 beta activity affected the microtubule plus end tracking function of cytoplasmic linker protein-associating protein 2 and resulted in the perturbation of BACE1 localization/trafficking and extensive A beta secretion. Our systems provide new approaches for the analysis of spatially-regulated membrane trafficking and related disease states.

    DOI: 10.1111/j.1365-2443.2008.01274.x

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  • Formation of cholesterol-enriched structures by aberrant intracellular accumulation of ATP-binding cassette transporter A1 査読

    Arowu R. Tanaka, Fumi Kano, Akitsugu Yamamoto, Kazumitsu Ueda, Masayuki Murata

    GENES TO CELLS   13 ( 8 )   889 - 904   2008年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1365-2443.2008.01213.x

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  • The ABCA1 Q597R mutant undergoes trafficking from the ER upon ER stress 査読

    Arowu R. Tanaka, Fumi Kano, Kazumitsu Ueda, Masayuki Murata

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   369 ( 4 )   1174 - 1178   2008年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2008.03.018

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  • Identification of PCBP2, a facilitator of IRES-mediated translation, as a novel constituent of stress granules and processing bodies. 国際誌

    Ken Fujimura, Fumi Kano, Masayuki Murata

    RNA (New York, N.Y.)   14 ( 3 )   425 - 31   2008年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Recent advances in microscopic techniques have shed light on the roles of specific subcellular structures in the regulation of gene expression. One such structure is the stress granule (SG), which is engaged in stress-triggered translational arrest by sequestering pre-initiation complexes of translation. Recent studies revealed the spatial, compositional, and functional linkage of the SG to the processing body (P-body), another cytoplasmic structure that has been implicated in mRNA degradation and siRNA- or miRNA-mediated gene silencing. In this study, we report that PCBP2, a facilitator of IRES (Internal Ribosomal Entry Site)-mediated translation, is a novel constituent of the SG and P-body. Immunofluorescence studies revealed that while PCBP2 is diffusely distributed throughout the nucleoplasm and the cytoplasm, the protein is enriched in a subset of P-bodies under normal conditions. Upon exposure to heat and arsenic stress, PCBP2 became predominantly accumulated at the SG, but was still present in Dcp1a-positive P-bodies. Live-cell imaging revealed the dynamic association of PCBP2-enriched P-bodies and the SG, and FRAP experiments demonstrated that PCBP2 actively moves in and out of the SG and P-body. Taken together, these results suggest that PCBP2 shuttles between the cytoplasm and the two structures under stress. We propose that PCBP2 may be involved in stress-induced remodeling of mRNP complexes and that it may also play a role in the rapid transition of certain silenced mRNAs into a translationally active state. Additionally, given the property of PCBP2 as a nuclear-cytoplasmic shuttling protein, PCBP2 may play a role in directly targeting nascent mRNPs to specific P-bodies for storage.

    DOI: 10.1261/rna.780708

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  • Dual localization of the RNA binding protein CUGBP-1 to stress granule and perinucleolar compartment. 国際誌

    Ken Fujimura, Fumi Kano, Masayuki Murata

    Experimental cell research   314 ( 3 )   543 - 53   2008年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The mRNA-binding protein CUGBP-1 is a multi-faceted factor, involved in a wide range of biological processes including splicing, translation initiation and mRNA degradation. Here we show that CUGBP-1 is a novel constituent of stress granule (SG), the translational silencing machinery assembled in response to environmental stress. CUGBP-1 was rapidly routed to SGs upon exposure to a variety of environmental stress, and actively shuttles between the nucleus and SGs. The linker domain located between the second and third RNA recognition motifs (RRMs) was found to be essential for the recruitment of CUGBP-1 to SGs. Importantly, we discovered that the linker domain is also required to direct CUGBP-1 to another subcellular structure, perinucleolar compartment (PNC). These results demonstrate the dynamic behavior of CUGBP-1 during stress response and that the linker region, in concert with RRMs, plays a significant role in defining its subcellular localization and dynamics.

    DOI: 10.1016/j.yexcr.2007.10.024

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  • Modulation of SRF-dependent gene expression by association of SPT16 with MKL1 査読

    Takanori Kihara, Fumi Kano, Masayuki Murata

    EXPERIMENTAL CELL RESEARCH   314 ( 3 )   629 - 637   2008年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.yexcr.2007.10.004

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  • Reconstitution of Golgi disassembly by mitotic Xenopus egg extract in semi-intact MDCK cells. 査読

    Kano F, Takenaka K, Murata M

    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)   322   357 - 365   2006年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/978-1-59745-000-3_25

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  • NSF/SNAPs and p97/p47/VCIP135 are sequentially required for cell cycle-dependent reformation of the ER network. 国際誌

    Fumi Kano, Hisao Kondo, Akitsugu Yamamoto, Yayoi Kaneko, Keiji Uchiyama, Nobuko Hosokawa, Kazuhiro Nagata, Masayuki Murata

    Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms   10 ( 10 )   989 - 99   2005年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The endoplasmic reticulum (ER) has a characteristic polygonal structure with hallmark three-way junctions. In a previous paper, we reconstituted the disruption of the pre-existing ER network using mitotic cytosol from HeLa cells in streptolysin O (SLO)-permeabilized CHO-HSP cells (stably expressing GFP-HSP47). In addition, we found that interphase cytosol induced reformation of the disrupted ER network into a continuous network structure. Here, we show that the reformation of the ER network is accomplished through two sequential fusion reactions. The first process is mediated by NSF/alpha and gamma-SNAPs, and involves the generation of typical membranous intermediate structures that connect the disrupted ER tubules. A subsequent fusion is mediated by p97/p47/VCIP135, which has been shown to be required for homotypic fusion events in Golgi cisternae regrowth after mitosis. In addition, we also found that both fusion processes involve the t-SNARE, syntaxin 18.

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  • The maintenance of the endoplasmic reticulum network is regulated by p47, a cofactor of p97, through phosphorylation by cdc2 kinase

    Fumi Kano, Hisao Kondo, Akitsugu Yamamoto, Arowu R. Tanaka, Nobuko Hosokawa, Kazuhiro Nagata, Masayuki Murata

    Genes to Cells   10 ( 4 )   333 - 344   2005年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1111/j.1365-2443.2005.00837.x

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  • Cdc2 kinase-dependent disassembly of endoplasmic reticulum (ER) exit sites inhibits ER-to-Golgi vesicular transport during mitosis

    Fumi Kano, Arowu R. Tanaka, Shinobu Yamauchi, Hisao Kondo, Masayuki Murata

    Molecular Biology of the Cell   15 ( 9 )   4289 - 4298   2004年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1091/mbc.E03-11-0822

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  • Activation of mammalian unfolded protein response is compatible with the quality control system operating in the endoplasmic reticulum. 国際誌

    Satomi Nadanaka, Hiderou Yoshida, Fumi Kano, Masayuki Murata, Kazutoshi Mori

    Molecular biology of the cell   15 ( 6 )   2537 - 48   2004年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Newly synthesized secretory and transmembrane proteins are folded and assembled in the endoplasmic reticulum (ER) where an efficient quality control system operates so that only correctly folded molecules are allowed to move along the secretory pathway. The productive folding process in the ER has been thought to be supported by the unfolded protein response (UPR), which is activated by the accumulation of unfolded proteins in the ER. However, a dilemma has emerged; activation of ATF6, a key regulator of mammalian UPR, requires intracellular transport from the ER to the Golgi apparatus. This suggests that unfolded proteins might be leaked from the ER together with ATF6 in response to ER stress, exhibiting proteotoxicity in the secretory pathway. We show here that ATF6 and correctly folded proteins are transported to the Golgi apparatus via the same route and by the same mechanism under conditions of ER stress, whereas unfolded proteins are retained in the ER. Thus, activation of the UPR is compatible with the quality control in the ER and the ER possesses a remarkable ability to select proteins to be transported in mammalian cells in marked contrast to yeast cells, which actively utilize intracellular traffic to deal with unfolded proteins accumulated in the ER.

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  • The localization and phosphorylation of p47 are important for Golgi disassembly-assembly during the cell cycle. 国際誌

    Keiji Uchiyama, Eija Jokitalo, Mervi Lindman, Mark Jackman, Fumi Kano, Masayuki Murata, Xiaodong Zhang, Hisao Kondo

    The Journal of cell biology   161 ( 6 )   1067 - 79   2003年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In mammalian cells, the Golgi apparatus is disassembled at the onset of mitosis and reassembled at the end of mitosis. This disassembly-reassembly is generally believed to be essential for the equal partitioning of Golgi into two daughter cells. For Golgi disassembly, membrane fusion, which is mediated by NSF and p97, needs to be blocked. For the NSF pathway, the tethering of p115-GM130 is disrupted by the mitotic phosphorylation of GM130, resulting in the inhibition of NSF-mediated fusion. In contrast, the p97/p47 pathway does not require p115-GM130 tethering, and its mitotic inhibitory mechanism has been unclear. Now, we have found that p47, which mainly localizes to the nucleus during interphase, is phosphorylated on Serine-140 by Cdc2 at mitosis. The phosphorylated p47 does not bind to Golgi membranes. An in vitro assay shows that this phosphorylation is required for Golgi disassembly. Microinjection of p47(S140A), which is unable to be phosphorylated, allows the cell to keep Golgi stacks during mitosis and has no effect on the equal partitioning of Golgi into two daughter cells, suggesting that Golgi fragmentation-dispersion may not be obligatory for equal partitioning even in mammalian cells.

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  • Axonal morphogenesis controlled by antagonistic roles of two CRMP subtypes in microtubule organization. 国際誌

    Junichi Yuasa-Kawada, Ryoko Suzuki, Fumi Kano, Takeshi Ohkawara, Masayuki Murata, Masaharu Noda

    The European journal of neuroscience   17 ( 11 )   2329 - 43   2003年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    During development, cells undergo dynamic morphological changes by rearrangements of the cytoskeleton including microtubules. However, molecular mechanisms underlying the microtubule remodeling between orientated and disoriented formations are almost unknown. Here we found that novel subtypes of collapsin response mediator proteins (CRMP-As) and the originals (CRMP-Bs), which occur from the alternative usage of different first coding exons, are involved in this conversion of microtubule patterns. Overexpression of CRMP2A and CRMP2B in chick embryonic fibroblasts induced orientated and disoriented patterns of microtubules, respectively. Moreover, sequential overexpression of another subtype overcame the effect of the former expression of the countersubtype. Overexpression experiments in cultured chick retinae showed that CRMP2B promoted axon branching and suppressed axon elongation of ganglion cells, while CRMP2A blocked these effects when co-overexpressed. Our findings suggest that the opposing activities of CRMP2A and CRMP2B contribute to the cellular morphogenesis including neuronal axonogenesis through remodeling of microtubule organization.

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  • Erratum: Effects of mutations of ABCA1 in the first extracellular domain on subcellular trafficking and ATP binding/hydrolysis (The Journal of Biological Chemistry (2003) 278 (8815-8819))

    Arowu R. Tanaka, Arowu R. Tanaka, Sumiko Abe-Dohmae, Tomohiro Ohnishi, Ryo Aoki, Gaku Morinaga, Kei Ichiro Okuhira, Yuika Ikeda, Fumi Kano, Michinori Matsuo, Noriyuki Kioka, Teruo Amachi, Masayuki Murata, Shinji Yokoyama, Kazumitsu Ueda

    Journal of Biological Chemistry   278   14586   2003年4月

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  • Effects of mutations of ABCA1 in the first extracellular domain on subcellular trafficking and ATP binding/hydrolysis. 国際誌

    Arowu R Tanaka, Sumiko Abe-Dohmae, Tomohiro Ohnishi, Ryo Aoki, Gaku Morinaga, Kei-ichiro Okuhira, Yuika Ikeda, Fumi Kano, Michinori Matsuo, Noriyuki Kioka, Teruo Amachi, Masayuki Murata, Shinji Yokoyama, Kazumitsu Ueda

    The Journal of biological chemistry   278 ( 10 )   8815 - 9   2003年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    ABCA1 mediates release of cellular cholesterol and phospholipid to form high density lipoprotein (HDL). The three different mutants in the first extracellular domain of human ABCA1 associated with Tangier disease, R587W, W590S, and Q597R, were examined for their subcellular localization and function by using ABCA1-GFP fusion protein stably expressed in HEK293 cells. ABCA1-GFP expressed in HEK293 was fully functional for apoA-I-mediated HDL assembly. Immunostaining and confocal microscopic analyses demonstrated that ABCA1-GFP was mainly localized to the plasma membrane (PM) but also substantially in intracellular compartments. All three mutant ABCA1-GFPs showed no or little apoA-I-mediated HDL assembly. R587W and Q597R were associated with impaired processing of oligosaccharide from high mannose type to complex type and failed to be localized to the PM, whereas W590S did not show such dysfunctions. Vanadate-induced nucleotide trapping was examined to elucidate the mechanism for the dysfunction in the W590S mutant. Photoaffinity labeling of W590S with 8-azido-[alpha-(32)P]ATP was stimulated by adding ortho-vanadate in the presence of Mn(2+) as much as in the presence of wild-type ABCA1. These results suggest that the defect of HDL assembly in R587W and Q597R is due to the impaired localization to the PM, whereas W590S has a functional defect other than the initial ATP binding and hydrolysis.

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  • VCIP135, a novel essential factor for p97/p47-mediated membrane fusion, is required for Golgi and ER assembly in vivo. 国際誌

    Keiji Uchiyama, Eija Jokitalo, Fumi Kano, Masayuki Murata, Xiaodong Zhang, Benito Canas, Richard Newman, Catherine Rabouille, Darryl Pappin, Paul Freemont, Hisao Kondo

    The Journal of cell biology   159 ( 5 )   855 - 66   2002年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    NSF and p97 are ATPases required for the heterotypic fusion of transport vesicles with their target membranes and the homotypic fusion of organelles. NSF uses ATP hydrolysis to dissociate NSF/SNAPs/SNAREs complexes, separating the v- and t-SNAREs, which are then primed for subsequent rounds of fusion. In contrast, p97 does not dissociate the p97/p47/SNARE complex even in the presence of ATP. Now we have identified a novel essential factor for p97/p47-mediated membrane fusion, named VCIP135 (valosin-containing protein [VCP][p97]/p47 complex-interacting protein, p135), and show that it binds to the p97/p47/syntaxin5 complex and dissociates it via p97 catalyzed ATP hydrolysis. In living cells, VCIP135 and p47 are shown to function in Golgi and ER assembly.

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  • MEK and Cdc2 kinase are sequentially required for Golgi disassembly in MDCK cells by the mitotic Xenopus extracts 査読

    F Kano, K Takenaka, A Yamamoto, K Nagayama, E Nishida, M Murata

    JOURNAL OF CELL BIOLOGY   149 ( 2 )   357 - 368   2000年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1083/jcb.149.2.357

    Web of Science

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  • Reconstitution of brefeldin A-induced Golgi tubulation and fusion with the endoplasmic reticulum in semi-intact Chinese hamster ovary cells 査読

    Kano F, Sako Y, Tagaya M, Yanagida T, Murata M

    Molecular Biology of the Cell   11 ( 9 )   3073 - 3087   2000年

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MISC

  • オルガネラ形態変化の再構成と分子機序解明を可能にするリシール細胞技術と共変動ネットワーク解析法

    加納ふみ, 國重莉奈

    日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)   44th   2021年

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  • ヒト生細胞内における核酸の非標準構造および構造安定性のin-cell NMR法を用いた解析

    阪本知樹, 阪本知樹, 山置佑大, 加納ふみ, 村田昌之, 村田昌之, 永田崇, 永田崇, 片平正人, 片平正人

    日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)   42nd   2019年

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  • In-cell NMR法によるヒト生細胞内の核酸の構造およびダイナミクスの解析

    山置佑大, 永田崇, 永田崇, 阪本知樹, 高見昇平, 加納ふみ, 村田昌之, 村田昌之, 片平正人, 片平正人

    日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web)   42nd   2019年

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  • In-cell NMR法を用いたヒト生細胞内の核酸の解析

    山置 佑大, 永田 崇, 清石 彩華, 三宅雅之, Lin Kuan-Heng, 高見昇平, 加納 ふみ, 村田 昌之, 片平 正人

    第41回日本分子生物学会年会, パシフィコ横浜(横浜)2018.11.28-30   2018年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • In-cell NMR法を用いたヒト生細胞内のDNAおよびRNAの構造とダイナミクスの解析

    山置 佑大, 永田 崇, 清石 彩華, 三宅雅之, 加納 ふみ, 村田 昌之, 片平 正人

    第57回NMR討論会 札幌コンベンションセンター(札幌市), 2018.9.18-20   2018年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • ブルセラ・アボルタス菌の細胞内増殖を制御する新規宿主因子Yip1A

    田口 由起, 加納 ふみ, 村田 昌之

    生化学   88 ( 1 )   139 - 143   2016年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生化学会  

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    その他リンク: http://search.jamas.or.jp/link/ui/2016293344

  • L-システインによるPKM2タンパク質不活性化を介した可逆的なインスリン分泌抑制 制御機構の生理学的解析

    堀内 雄太, 中津 大貴, 加納 ふみ, 野口 誉之, 菅原 太一, 高本 偉碩, 窪田 直人, 門脇 孝, 村田 昌之

    日本細胞生物学会大会講演要旨集   67回   179 - 179   2015年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本細胞生物学会  

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  • L-システインによるPKM2タンパク質不活性化を介した可逆的なインスリン分泌抑制 制御機構の生化学的解析

    中津 大貴, 堀内 雄太, 加納 ふみ, 野口 誉之, 菅原 太一, 高本 偉碩, 窪田 直人, 門脇 孝, 村田 昌之

    日本細胞生物学会大会講演要旨集   67回   179 - 179   2015年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本細胞生物学会  

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  • JNK依存的なangulin-1/LSRのリン酸化は、上皮細胞シートに形成される三細胞接着点への、angulin-1/LSR及びtricellulinの保持に必須である

    中津 大貴, 加納 ふみ, 田口 由起, 菅原 太一, 西園 貴志, 西川 喜代孝, 小田 裕香子, 古瀬 幹夫, 村田 昌之

    日本細胞生物学会大会講演要旨集   66回   141 - 141   2014年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本細胞生物学会  

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  • 1SP6-03 セミインタクト細胞を用いたメンブレンダイナミクスに関わる分子機能解析(1SP6 メンブラントランスフォーマー!! : 生体膜の形を変えるための合体と解離,第47回日本生物物理学会年会)

    加納 ふみ

    生物物理   49 ( 1 )   S8   2009年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.49.S8_2

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  • Expression of the peroxisome proliferator activated receptor gamma gene is repressed by DNA methylation in visceral adipose tissue of mouse models of diabetes

    Fujiki, Katsunori, Kano, Fumi, Shiota, Kunio, Murata, Masayuki

    BMC BIOLOGY   7   38   2009年7月

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  • Selective localization of PCBP2 to cytoplasmic processing bodies

    Ken Fujimura, Jun Katahira, Fumi Kano, Yoshihiro Yoneda, Masayuki Murata

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-MOLECULAR CELL RESEARCH   1793 ( 5 )   878 - 887   2009年5月

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  • 小胞輸送で結ばれた哺乳動物細胞オルガネラの膜創成機構

    加納 ふみ, 安達 淳博, 村田 昌之

    膜   33 ( 1 )   24 - 31   2008年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本膜学会  

    Organelles are connected and exchange proteins and lipids each other by vesicular transport, while maintaining their specific morphology and components during interphase. At the onset of mitosis, the balance of vesicular transport between organelles is disturbed, resulting in the drastic change of organelle morphology. To understand the coupling mechanisms between organelle morphology and vesicular transport, we developed the reconstitution systems for the Golgi disassembly, the disruption and reformation of the endoplasmic reticulum (ER), mitotic disruption of ER exit sites, and vesicular ...

    DOI: 10.5360/membrane.33.24

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  • 2P206 セミインタクト細胞における転写因子ATF4翻訳過程の再構成系の確立(細胞生物的課題(接着・運動・骨格・伝達・膜),ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    加納 ふみ, 日原 さえら, 谷本 博一, 村田 昌之

    生物物理   47 ( 1 )   S164   2007年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.47.S164_3

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  • 2P205 細胞ストレス下におけるATF-4-GADD34 feedback loopのkinetics解析(細胞生物的課題(接着・運動・骨格・伝達・膜),ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    谷本 博一, 加納 ふみ, 村田 昌之

    生物物理   47 ( 1 )   S164   2007年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.47.S164_2

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  • オルガネラ形態変化と細胞内小胞輸送の細胞周期依存的なカップリング

    加納 ふみ, 村田 昌之

    蛋白質核酸酵素   52 ( 11 )   1344 - 1350   2007年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:共立出版  

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  • セミインタクト細胞を用いた細胞内ネットワークの可視化解析

    加納 ふみ, 安達 淳博, 村田 昌之

    顕微鏡   42 ( 2 )   143 - 145   2007年7月

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    出版者・発行元:日本顕微鏡学会  

    DOI: 10.11410/kenbikyo2004.42.143

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  • 1SB06 細胞分裂時におけるオルガネラダイナミクス(細胞内微小ドメインの生物物理 : 細胞の統合的理解に向けて)

    加納 ふみ, 村田 昌之

    生物物理   45 ( 1 )   S4   2005年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.45.S4_1

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  • セミインタクト細胞を用いた細胞内イベントの可視化解析(理論/実験技術)

    山内 忍, 田中 亜路, 加納 ふみ, 村田 昌之

    生物物理   45 ( 3 )   153 - 156   2005年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.45.153

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  • 2P193 哺乳動物細胞における小胞体ネットワーク構造の細胞周期依存的なダイナミクス(II) : 小胞体膜融合過程(細胞生物的課題 : 接着・運動・骨格・伝達・膜)

    加納 ふみ, 近藤 久雄, 山内 忍, 田中 亜路, 細川 暢子, 永田 和宏, 村田 昌之

    生物物理   44 ( 1 )   S157   2004年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.44.S157_4

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  • 2P191 小胞体からのタンパク質輸送はER exit siteの形成・分解に依存する(細胞生物的課題 : 接着・運動・骨格・伝達・膜)

    山内 忍, 加納 ふみ, 田中 亜路, 近藤 久雄, 村田 昌之

    生物物理   44 ( 1 )   S157   2004年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.44.S157_3

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  • 2P192 哺乳動物細胞における小胞体ネットワーク構造の細胞周期依存的なダイナミクス(I) : 小胞体膜切断過程(細胞生物的課題 : 接着・運動・骨格・伝達・膜)

    田中 亜路, 加納 ふみ, 近藤 久雄, 山内 忍, 細川 暢子, 永田 和宏, 村田 昌之

    生物物理   44 ( 1 )   S157   2004年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.44.S157_4

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  • セミインタクト細胞を用いた細胞内タンパク質の動態・機能の解析技術の開発 (特集 一細胞・一分子生物学の夜明け)

    田中 亜路, 山内 忍, 加納 ふみ

    バイオインダストリー   21 ( 6 )   28 - 35   2004年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:シーエムシー出版  

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  • セミインタクト細胞系を用いたタンパク質ネットワーク可視化解析技術の開発 (第21回 バイオテクノロジー シンポジウム 予稿集) -- (ポスターセッションの部 細胞内ネットワークのダイナミズム解析技術開発)

    村田 昌之, 加納 ふみ, 佐甲 靖志

    バイオテクノロジ-シンポジウム予稿集   21   189 - 192   2003年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:バイオテクノロジ-開発技術研究組合  

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  • 哺乳動物細胞オルガネラの細胞周期依存的ダイナミクス

    田中 亜路, 加納 ふみ, 村田 昌之

    生物物理   42 ( 3 )   116 - 121   2002年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    At the onset of mitosis, each organelle in a mammalian cell must be inherited accurately by two daughter cells. Recent advances in GFP visualization techniques and in genetic approaches have made it possible to understand the dynamic behavior of organelle during their inheritance and to identify the intracellular machinery required for accurate inheritance. Extensive studies have revealed that the inheritance strategies used by each organelle are not stochastic and passive but are rather controlled by the molecules, which are needed for membrane fusion/vesiculation in intracellular membrane...

    DOI: 10.2142/biophys.42.116

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  • 3P213セミインタクト細胞を用いたER-ゴルジ体小胞輸送の解析

    加納 ふみ, 村田 昌之

    生物物理   41 ( 1 )   S212   2001年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.41.S212_1

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  • 3P212セミインタクト細胞を用いた小胞体の細胞周期依存的なダイナミクスの再構成

    村田 昌之, 加納 ふみ, 近藤 久雄, 細川 暢子, 永田 和宏

    生物物理   41 ( 1 )   S211   2001年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.41.S211_4

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  • 実験講座 細胞内イベントを操作するセミインタクト細胞系--新しいナノテクノロジーの基盤デバイスとして

    加納 ふみ, 村田 昌之

    生体の科学   52 ( 4 )   340 - 346   2001年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:金原一郎記念医学医療振興財団  

    DOI: 10.11477/mf.2425902527

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  • セミインタクト細胞とGFPを用いた細胞内トラフィックのモニタリングとマニピュレーション(<特集>GFPを用いた細胞内モニタリング)

    加納 ふみ, 村田 昌之

    生物工学会誌 : seibutsu-kogaku kaishi   78 ( 9 )   392 - 397   2000年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人日本生物工学会  

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  • 膜の動きを観て,操作する--GFPとセミインタクト細胞を用いたトポバイオジェネシス研究 (特集 小胞輸送から細胞の形態形成を探る--注目を浴びるトポバイオジェネシスの世界)

    加納 ふみ, 村田 昌之

    細胞工学   19 ( 7 )   1023 - 1029   2000年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:秀潤社  

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  • Reconstitution of the Golgi reassembly process in semi-intact MDCK cells

    F Kano, K Nagayama, M Murata

    BIOPHYSICAL CHEMISTRY   84 ( 3 )   261 - 268   2000年5月

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  • 1PA056 ブレフェルジンAが誘導するゴルジ体のチューブ構造形成およびER膜との融合過程の全再構成

    加納 ふみ, 佐甲 靖志, 宮本 善一, 柳田 敏夫, 多賀谷 光男, 永山 國昭, 村田 昌之

    生物物理   39 ( 1 )   S47   1999年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.39.S47_4

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  • ゴルジ体のバイオジェネシス : 極性細胞でのin situ biochemistry & biophysics(<特集>細胞の膜系構築)

    加納 ふみ, 村田 昌之

    生物物理   39 ( 1 )   29 - 33   1999年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

    In mammalian cells, especially in polarized cells, the Golgi apparatus plays a crucial role in the intracellular sorting and directional-transport of proteins and lipids. The dynamic nature of the apparatus is underscored by the cell cycle-dependent redistribustion and coalesce near the restricted pericentriolar and apical locarlzation in polarized cells. Cytoskeletons might be involved in the dynamic nature, the characteristic shape and the intracellular position of the Golgi apparatus. However, the precise mechanisms of the Golgi-positioning and of the maintenance of its shape in polarize...

    DOI: 10.2142/biophys.39.29

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  • 細胞周期依存的ゴルジ体小胞化におけるcdc2とMEKの関与 セミインタクトMDCK細胞を用いた研究

    加納ふみ, 竹中克也, 永山国昭, 西田栄介, 村田昌之

    日本細胞生物学会大会講演要旨集   52nd   75   1999年

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • セミインタクトMDCK細胞を用いたゴルジ体再構築系の確立 -イリマキノン依存的ゴルジ体の形態変化の研究-

    村田 昌之, 加納 ふみ, 永山 國昭

    日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集   21   485 - 485   1998年12月

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    記述言語:日本語  

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  • セミインタクトMDCK細胞を用いた細胞周期依存的ゴルジ体の形態形成機構

    加納 ふみ, 竹中 克也, 永山 國昭, 西田 栄介, 村田 昌之

    日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集   21   485 - 485   1998年12月

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    記述言語:日本語  

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  • ブレフェルジンAが誘導するゴルジ体のチューブ構造の形成

    加納 ふみ, 永山 國昭, 村田 昌之

    生物物理   38 ( 2 )   S47   1998年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

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  • 3S12 セミインタクト極性細胞を用いたゴルジ体の再構築

    加納 ふみ, 魚住 拓也, 永山 国昭, 村田 昌之

    生物物理   37 ( 2 )   S197   1997年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本生物物理学会  

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  • 細胞極性と小胞輸送 (特集 生物のかたちを決める細胞極性)

    村田 昌之, 加納 ふみ

    細胞工学   15 ( 12 )   1732 - 1739   1996年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:秀潤社  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • Rab2の細胞内ターゲティング過程の再構成と分子機構解明

    研究課題/領域番号:17K07379  2017年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    加納 ふみ

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    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    Rabファミリータンパク質の一つRab2のER-Golgi intermediate compartment (ERGIC)局在化メカニズム解明を目指し、細胞膜を透過性にしたセミインタクト細胞系を用いて、GFP標識Rab2リコンビナントタンパク質のERGICターゲティング再構成系を構築した。既知あるいは新規Rab2結合タンパク質群に対し本再構成系を用いて検証した結果、Rab2局在化制御因子を2つ同定した。これらの因子は一つは細胞質、もう一つは膜近傍でRab2と結合することがわかり、Rab2ターゲティングを協調的に制御することが明らかになった。

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  • 病態モデル細胞を用いたシグナル伝達破綻メカニズムの解明

    研究課題/領域番号:23117509  2011年4月 - 2013年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    加納 ふみ

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    配分額:11180000円 ( 直接経費:8600000円 、 間接経費:2580000円 )

    本研究では、セミインタクト細胞リシール法(可逆的形質膜穿孔法)を駆使して病態モデル細胞を構築し、病態環境下におけるシグナル伝達の攪乱機構を解明することを目的とする。糖尿病モデルマウスdb/dbマウス肝臓の細胞質をセミインタクト細胞リシール法により導入した糖尿病モデルH4IIEC(ラット肝臓由来培養細胞)細胞を構築した。この糖尿病モデル肝細胞が病態を再現しているかどうか、インスリン応答性シグナル伝達を調べることにより検証した。インスリン刺激により誘起されるAktあるいはERKのリン酸化を指標として各シグナル伝達経路の活性化をWestern Blotにより調べたところ、興味深いことに糖尿病モデル肝細胞ではAktのリン酸化が特異的に阻害されていた。また、Aktシグナル伝達のダイナミクスを追跡するために、FRETベースのAktリン酸化可視化プローブEeveeのリコンビナントタンパク質を細胞質とともにリシール細胞に導入した。すると予想通り、糖尿病モデル肝細胞ではAktの活性化ダイナミクスが攪乱されていた。また、これまで発表した論文から、糖尿病細胞質存在下においては脂質ホスファチジルイノシトール-3-リン酸(PI3P)が減少をしていることを見いだしている。そこで、PI3P減少とAktシグナル伝達阻害との関連を検証するために、PI3P結合FYVEドメインのGST融合リコンビナントタンパク質(GST-2xFYVE)を細胞内に大量に導入しAktシグナル伝達への影響を調べた。すると、GST-2xFYVEはAktシグナル伝達を阻害することをWestern blotおよびダイナミクス可視化により確認することができた。以上の結果から、シグナル伝達阻害が再現された糖尿病モデル肝細胞を用い、細胞レベルでの病態関連因子解明の一例としてPI3P減少があることを示すことができた。

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  • セミインタクト細胞リシール法を駆使した糖尿病態のエピジェネティクス変化可視化解析

    研究課題/領域番号:23657001  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    加納 ふみ

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    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    細胞質交換法セミインタクト細胞リシール法により、糖尿病モデル細胞を構築した。DNAメチル化のマーカーであるMeCP2の局在解析により、糖尿病モデル細胞ではMeCP2が核内に拡散しエピジェネティクスが改変されている可能性が示唆された。遺伝子発現変動解析からも、糖尿病モデル細胞特異的に発現上昇・減少する遺伝子群を抽出することができ、糖尿病態とエピジェネティクス改変が関連しうる因子探索法のプロトタイプを構築することができた。

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  • ゴルジ体→小胞体輸送セミインタクト細胞アッセイを用いたYip1Aの作用機序の解明

    研究課題/領域番号:20770151  2008年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    加納 ふみ

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    形質膜を透過性にした細胞アッセイシステム「セミインタクト細胞」を用いて、膜蛋白質Yip1Aの小胞輸送に関わる機能解析を行った。Yip1Aは細胞内小器官間に起こる蛋白質輸送(詳しくはゴルジ体→小胞体の輸送)を制御することを明らかにして論文として発表し、さらにYip1A結合蛋白質を同定することにより未だコンポーネントが明らかになっていないゴルジ体→小胞体輸送に関わる蛋白質群の抽出に成功した。

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  • mRNAの翻訳制御を司る凝集体・ストレスグラニュールの形態形成機構

    研究課題/領域番号:18770167  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    加納 ふみ

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    配分額:3700000円 ( 直接経費:3700000円 )

    細胞は熱、ウイルス感染、栄養分の欠乏といった様々なストレスにさらされるとほとんどのタンパク質合成を停止させ、ストレスに対抗する。このときmRNA-タンパク質凝集体・ストレスグラニュールが細胞内に形成され、ストレス依存的な翻訳制御に関わる構造体として近年注目を集めている。コンポーネントとしては、mRNA、RNA結合タンパク質群(TIA-1,PABPなど)、eIF2を除く翻訳開始因子群が知られている。リボゾーム構成因子がすべてそろっていないことから、ストレスグラニュールは翻訳が不活化されたmRNAを一時的に収納する凝集体であると考えられている。本申請研究では、mRNAの翻訳制御を司るmRNA凝集体・ストレスグラニュールの形態形成機構を明らかにするために、ストレスグラニュールに局在することが知られているTIA-1をベイトとした酵母ツーハイブリッド法を行い、ストレスグラニュール構成因子を探索した。その結果、約10個のTIA1結合候補蛋白質を同定した。そのうちの一つPCBP2(poly-C binding protein2)は、ストレスグラニュールとmRNA分解の場であると考えられているP-body両方に局在した。ストレスグラニュールへの局在にはRNA結合ドメインのKH1、P-bodyへの局在にはKH2/3が必要であることを示し、これらの結果をRNAに発表した。

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  • ER exit sitesの構造形成・機能発現制御機構の解明

    研究課題/領域番号:18050010  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    村田 昌之, 加納 ふみ

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    配分額:6600000円 ( 直接経費:6600000円 )

    ER exit sites(ERES)は、小胞体(ER)からゴルジ体へ向かう輸送小胞の形成プラットフォームである。われわれは先行研究により、膜タンパク質であるYip1AをERESのマーカー膜タンパク質とし、M期におけるERES構造体分解の制御機構を明らかにしている。しかし、本研究実施の過程で、Yip1AはGFP-tag依存的にERESの存在し、多くはゴルジ体に局在化することを発見した。そこで、本研究では、ゴルジ体におけるYip1Aの機能探索を中心に研究を進めた。そのため、小胞体-ゴルジ体間の小胞輸送(順行輸送と逆行輸送)をゴルジ体に局在化するGT-GFP(ガラクトシルトランスフェラーゼのGFP融合タンパク質)をプローブとしFRAP法を用いてそのキネティックスを含めて定量的に解析する手法を構築した。次に、セミインタクト細胞内で細胞質依存的に生起する小胞体→ゴルジ体間輸送(順行輸送)とゴルジ体→小胞体間輸送(逆行輸送)素過程を分割してアッセイする方法を構築した。次に、Yip1Aの細胞質ドメインのペプチド領域(N末から1-109番目)及び(1-65番目)部分のGST融合タンパク質を調製し、細胞質とともにセミインタクトCHO細胞に加えて順行・逆行輸送アッセイを行った。その結果、興味深いことに、逆行輸送のみがそれらペプチドにより有意に阻害されることが判った。これは、Yip1Aの細胞質側ドメインが細胞質またはゴルジ体表面の輸送装置に作用して、ゴルジ体からのGT-GFPの逆行輸送を競争的に阻害したことを意味する。この他にも、この細胞質ペプチド領域は、VTC/ERGICからのp58の逆行輸送を阻害しなかったこと,RNAi法によりHeLa細胞の内在性のYip1AをノックダウンするとShigatoxinのエンドソーム→ゴルジ体→小胞体の逆行輸送が阻害されることなどから、Yip1Aはゴルジ体からのCOPI依存的な逆行輸送に関わることを示唆する結果を得た(論文投稿中)。

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  • セミインタクト細胞系を用いたアグリソーム形成機構の可視化解析

    研究課題/領域番号:17028009  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    加納 ふみ, 村田 昌之

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    配分額:6000000円 ( 直接経費:6000000円 )

    細胞内コレステロール排出活性を持つABCタンパク質ABCA1の一アミノ酸置換変異体ABCA1-QRは通常は小胞体に留まったままだが、小胞体ストレスに敏感に反応して小胞体を離脱し形質膜へと輸送されることを見出した。実際、ABCA1-QR-GFPを恒常的に発現しているstable transfectant(HEK-QR)に小胞体ストレス(DTT処理又はタプシガルジン処理など)を負荷したところ、小胞体に蓄積していたQR-GFPはおおよそ30分以内で核周縁領域に移行し蓄積する様子が観察された。つまり、小胞体に蓄積しERAD経路を取って分解されていたQR-GFPは、小胞体ストレス負荷により通常の小胞輸送経路を取って細胞形質膜へと輸送されるており、同一の膜タンパク質が小胞体内でERAD経路と小胞輸送経路を選別しうることが明らかとなった。そこで、申請者は小胞体ストレス依存的なQR-GFPの小胞体からの輸送に関わるキナーゼの網羅的同定を試みた。始めに20種類のキナーゼ阻害剤をHEK-QRに作用させた上で小胞体ストレスを負荷し、ジアシルグリセロールキナーゼおよびGSK3beta阻害剤などによって輸送が阻害されることを明らかにした。さらに、阻害剤の結果に基づいて当研究室が保持する細胞チップ自動作成装置を用いて網羅的キナーゼRNAiを行い、数種類のキナーゼが小胞体ストレス依存的なABCA1-QRの輸送に関与することを見つけた。今後はこのキナーゼ群の関与の確認、および詳細な分子メカニズムの同定を行う予定である。

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  • セミインタクト細胞を駆使した細胞ストレス応答ネットワークの定量的可視化解析

    研究課題/領域番号:17017012  2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    村田 昌之, 加納 ふみ

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    配分額:6500000円 ( 直接経費:6500000円 )

    本研究では、細胞膜を透過性にした「セミインタクト細胞」に、ストレスにさらされた細胞から調製した細胞質を導入し、ストレス負荷時に翻訳が活性化される転写因子ATF4の発現の可視化・再構成を行い、ストレス依存的な翻訳制御の分子機構を明らかにすることを目的とした。先ず、1)ATF4mRNAを恒常的に発現する細胞株の樹立した。2)生細胞におけるATF4-GFPのストレス応答反応の可視化した。CHO-ATF4細胞に小胞体ストレス(タプシガルジン、DTT処理など)や酸化ストレスを負荷することにより、ATF4-GFPがストレス依存的に翻訳され、核内に移行することを確認した。この細胞株のATF4mRNA量はストレス負荷時、ストレスのない場合においても殆ど変化していないことをRT-PcRやノーザンプロットにより確認した。3)セミインタクト細胞を用いたストレス依存的ATF4-GFPの翻訳制御の可視化・再構成系の構築した。CHO-ATF4細胞をセミインタクト細胞処理し、小胞体ストレス(タプシガルジンやDTT等)を負荷したCHO細胞(WT)より調製した細胞質を添加し、ATF4-GFPの翻訳制御の再構成を試みた。その結果、ストレス負荷細胞質依存的にATF4-GFPが翻訳され、かつそれが核内に効率よく輸送されることを確認できた。ATF4-GFPは分子量約70kDaでの転写因子であり、例え発現したとしてもセミインタクト細胞の穴より細胞外へ拡散してゆくことが危惧されていたが、非常に効率よく核に移行することより、本再構成アッセイ系が翻訳制御の可視化再構成系として十分使用できること、また、セミインタクト細胞内では転写因子のような核移行する分子は何らかの方法で(恐らく微小管依存的に)核にターゲットできることが明らかとなった。これらの結果より、各種ストレス依存的な翻訳制御ネットワークの可視化解析を行う準備ができた。

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  • セミインタクト細胞を用いた細胞周期依存的オルガネラダイナミクスの分子機構の解明

    研究課題/領域番号:16770140  2004年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    加納 ふみ

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    配分額:3500000円 ( 直接経費:3500000円 )

    哺乳動物細胞の小胞体ネットワークの細胞周期依存的な形態形成メカニズムを明らかにするため次の手順で研究を進めた。生細胞の小胞体ネットワークをGFP可視化できるCHO細胞株(CHO-HSP)を樹立した。CHO-HSP細胞の小胞体ネットワークはM期において部分的な切断を受けるものの、小胞化せずネットワーク構造を有る程度保持したままで娘細胞に分配されることを見いだした。切断された小胞体チューブは、娘細胞中で速やかに再構築されることも明らかにした。次に、セミインタクトCHO-HSP細胞に間期・M期細胞質を添加することにより細胞周期依存的な小胞体ネットワークの部分的切断と再構築過程を可視化・再構成し、両過程に関わる細胞質因子を同定・解析した。その結果、次のことを明らかにした。(i)M期初期に活性化されるcdc2 kinaseが細胞内膜融合装置の一つp97/p47/VCIP135複合体のp47を特異的にリン酸化することによりこの膜融合装置が失活し、小胞体ネットワークに部分的切断を誘起すること、(ii)M期細胞質で部分的切断を受けた小胞体ネットワークは、連続した2段階の膜融合反応で再構築されること、(iii)先ず、細胞内のもう一つの細胞内膜融合装置であるNSF/SNAP複合体により、切断を受けた小胞体チューブ間をつなぐ微細な膜構造中間体が形成され、続いて、cdc2 kinase活性の低下によって活性を復活させたp97/p47/VCIP135複合体が完全なネットワーク構造を完成させること、などである。

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  • セミインタクト細胞系を利用した細胞ストレス応答に関わる翻訳制御機構の解明

    研究課題/領域番号:16657053  2004年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  萌芽研究

    村田 昌之, 加納 ふみ

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    配分額:3100000円 ( 直接経費:3100000円 )

    本研究では小胞体ストレスや酸化ストレス等の多様な細胞ストレス付加によって翻訳制御を受けている転写因子ATF4の翻訳制御機構を明らかにするため、ストレス依存的に細胞質内にできてくるストレスグラヌルとATF4のmRNAの相互作用について研究を行った。目的のmRNAを生きた細胞内で可視化するためMS2-tag法を利用した。ATF4、アクチン及び膜タンパク質CD4のmRNAの3‘末端にMS2-配列を挿入したプラスミドとGFP-MS2融合タンパク質のプラスミドをCHO細胞に通常の方法で同時にtransfectionした。この時、GFP-MS"タンパク質には核移行シグナルを挿入し、細胞質内でMS2-tag付きmRNAと結合できなかったGFP-MS2は核へ移行し、細胞質内のmRNAが観察しやすいように工夫した。その結果、生きたCHO細胞内において、ATF4、アクチン及びCD4のmRNAの動態を可視化することに成功した。興味深いことに、アクチンmRNAは細胞底面の周縁部のアクチンフィラメントに沿って局在し、ストレス負荷時にもその局在に影響はなかった。ATF4-mRNAは細胞質全体に散在していたが、ストレス負荷によってもその局在に変化はなかった。これに反し、CD4-mRNAは、ストレス負荷により局在を細胞質からストレスグラニュルに大きく変化させた。これらの結果より、ストレス負荷時に翻訳活性化されるATF4は、細胞質に残り、通常翻訳抑制を受けるCD4等のタンパク質はストレスグラニュルにmRNAが集積し翻訳阻害されると予想された。アクチン等ストレス負荷によって翻訳制御を受けないタンパク質も、そのmRNAの局在を変化させない仕組みがあることが判った。このmRNAの可視化システムは、mRNAのストレスグラニュル局在化による翻訳制御メカニズム解明のための基本アッセイ系となることが判った。

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