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ショウジョウバエ生殖細胞におけるpiRNA経路の解明

Research Project

Project/Area Number 10J56562
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Molecular biology
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

石津 大嗣  慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordspiRNA / Piwi / Zucchini / Yb body / CLIP / 生殖細胞 / Yb-body / RNAサイレンシング
Research Abstract

ショウジョウバエ生殖細胞特異的に発現しているArgonauteタンパク質Piwiは、Piwi-interacting RNA(piRNA)と呼ばれる小分子RNAと結合し、転移因子の抑制や遺伝子発現の調節を担っている。我々は、これまでの研究で得られた知見をもとに、ショウジョウバエ卵巣体細胞特異的に存在する細胞質顆粒構造体Yb bodyにおいてpiRNAの前駆体となるRNAが成熟化しPiwiと結合するというモデルを提唱した。しかし、piRNA生合成に関与するRNA切断酵素の存在は明らかにされておらず、150kbにわたるゲノム領域から転写された長鎖RNAがどのようなプロセシング経路をへて25~30塩基長の成熟型piRNAになるのかは不明だった。
当該年度において、我々は遺伝学的解析からpiRNA生合成に必須であることが示されていたZucchini(Zuc)と呼ばれるタンパク質の構造解析および生化学的解析を行った。その結果、ZucがpiRNA前駆体を切断することで成熟型piRNAを生成するエンドリボヌクレアーゼであることを見出した。piRNAは5'末端にリン酸基を持つが、zucにより切断されたRNAの5'末端もリン酸化されていたことから、zucがpiRNAの5'末端を決めるRNA切断酵素であることが示唆された。また、Zucはミトコンドリア外膜上で二量体を形成すること、ミトコンドリアがYb bodyと近接して局在することを示し、Yb bodyにおいてpiRNAの成熟化が起こるというモデルを指示する結果を得た。本研究により初めてpiRNA生合成に必須のRNA切断酵素の実態が明らかとなり、その成果はNature誌に受理された。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (10 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Structure and function of Zucchini endoribonuclease in piRNA biogenesis.2012

    • Author(s)
      Hiroshi Nishimasu, Hirotsugu Ishizu
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 491 Issue: 7423 Pages: 284-287

    • DOI

      10.1038/nature11509

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biology of PlWI-interacting RNAs : new insights into biogenesis and function inside and outside of germlines.2012

    • Author(s)
      Hirotsugu Ishizu
    • Journal Title

      Genes and Development

      Volume: 26 Issue: 21 Pages: 2361-2373

    • DOI

      10.1101/gad.203786.112

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gatekeepers for Piwi-piRNA complexes to enter the nucleus2011

    • Author(s)
      Hirotsugu Ishizu
    • Journal Title

      Current Opinion in Genetics & Development

      Volume: 21 Issue: 4 Pages: 484-490

    • DOI

      10.1016/j.gde.2011.05.001

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Roles for the Yb body components Armitage and Yb in primary piRNA biogenesis in Drosophila2010

    • Author(s)
      Kuniaki Saito, Hirotsugu Ishizu
    • Journal Title

      Genes and Development

      Volume: 24 Pages: 2493-2498

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Elucidation of the primary piRNA pathway in Drosophila ovarian somatic cells2012

    • Author(s)
      Hirotsugu Ishizu
    • Organizer
      Cell Symposia
    • Place of Presentation
      シッチェス(スペイン)
    • Year and Date
      2012-12-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Zucchini endoribonuclease is required for primary piRNA biogenesis.2012

    • Author(s)
      石津大嗣
    • Organizer
      第14回日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学百周年記念会館川内萩ホール(宮城県)
    • Year and Date
      2012-07-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ショウジョウバエにおけるprimary piRNA生合成経路の解析2011

    • Author(s)
      石津大嗣
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2011-12-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Primary piRNA biogenesis in Drosophila ovarian somatic cells2011

    • Author(s)
      Hirotsugu Ishizu
    • Organizer
      Cell Symposia : Regulatory RNA
    • Place of Presentation
      Wyndham Hotel, USA
    • Year and Date
      2011-10-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Elucidation of the primary piRNA pathway in Drosophila ovarian somatic cells2011

    • Author(s)
      Hirotsugu Ishizu
    • Organizer
      RNA 2011, Sixteenth annual meeting of the RNA society
    • Place of Presentation
      Kyoto international conference hall
    • Year and Date
      2011-06-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Elucidation of the primary piRNA pathway in Drosophila ovarian somatic cells2011

    • Author(s)
      Hirotsugu Ishizu
    • Organizer
      Keystone Symposia: Protein-RNA Interactions in Biology and Disease
    • Place of Presentation
      Hilton Santa Fe Historic Plaza Hotel, USA
    • Year and Date
      2011-03-05
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] primary piRNA生合成に必要な細胞質顆粒構造体Yb bodyの機能解析2010

    • Author(s)
      石津大嗣
    • Organizer
      第33回日本分子物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2010-12-07
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Primary piRNA biogenesis occurs through Yb bodies in the Drosophila ovarian somatic cells2010

    • Author(s)
      Hirotsugu Ishizu
    • Organizer
      The Non-Coding Genome
    • Place of Presentation
      EMBL Advanced Training Centre (Germany)
    • Year and Date
      2010-10-13
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] primary piRNA生合成における細胞質顆粒構造体Yb bodyの機能解析よび機能解析2010

    • Author(s)
      石津大嗣
    • Organizer
      RNAフロンティアミーティング2010
    • Place of Presentation
      富士教育研修所(静岡県)
    • Year and Date
      2010-09-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] primary piRNA生合成に必須な細胞質顆粒構造体Yb bodyの構成因子の同定および機能解析2010

    • Author(s)
      石津大嗣
    • Organizer
      第12回RNAミーティング
    • Place of Presentation
      学術総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2010-07-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Book] 医学のあゆみ7月号「RNA医学・医療」2011

    • Author(s)
      石津大嗣
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-siomilab.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://web.sc.itc.keio.ac.jp/dmb/sindex.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://web.sc.itc.keio.ac.jp/dmb/sindex.html

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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